大气二氧化碳浓度影响植物对线虫抗性研究获新进展

地上与地下生物的相互是当代生态学研究的热点。而大气CO2浓度升高是未来发生的一种趋势。由于茉莉酸诱导抗性途径产生的系统防御信号能够贯串植物的地上、地下部分，因此研究植物的茉莉酸诱导抗性途径可以将大气CO2浓度升高和地下线虫为害有机的起来，探讨大气CO2浓度升高如何通过植物产生级联效应（cascading  effect）影响地下生物。



中科院动物研究所种群生态与变化研究组科研人员在野外的开顶式CO2控制箱（OTC）中，利用茉莉酸防御途径加强型番茄35S、茉莉酸防御途径缺失型番茄spr2和野生型番茄Wt三种试验植物，研究了大气CO2浓度倍增（750ppm）环境下，三种基因型番茄对南方根结线虫抗性的变化。



研究发现，高CO2浓度增加了三种基因型番茄的碳含量和碳氮比，加快了植物的生长发育；同时，大气CO2浓度升高降低了茉莉酸防御途径加强型番茄35S对线虫的抗性，而对于野生型番茄Wt和茉莉酸防御途径缺失型番茄spr2没有影响，表明茉莉酸信号途径参与并加强了植物对线虫的防御；而对照CO2浓度环境中，茉莉酸防御途径缺失型番茄spr2与野生型番茄Wt相比，对线虫的抗性差异并不明显，说明在植物对线虫的防御过程中，茉莉酸信号途径并不是*的抗性途径。



研究结果提示：不同基因型的番茄，即使仅有一个基因的差异，对大气CO2浓度升高的响应也存在差异，这种差异是植株营养和防御物质的权衡表现，进而导致不同基因型番茄在未来环境下对线虫抗性的变化。



以上研究发表在  Plant,  Cell  &  Environment（Sun  Y.,  Cao  H.,  Yin  J.,  Kang  L.  &  Ge  F.  2010.  Elevated  CO2  changes  the  interactions  between  nematode  and  tomato  genotypes  differing  in  the  JA  pathway.  33:  729-739）。该文*作者孙玉诚为种群生态与变化研究组助理研究员，通讯作者为戈峰研究员。该研究工作得到了国家重大基础研究计划（973）、*知识创新工程重要方向项目和基金委创新研究群体项目的资助。