撰文 | SHR

责编 | 奕梵

植物在其生命过程中经常遭受多重环境胁迫，尤其随着全球气候变化的加剧，植物同时经受生物和非生物胁迫的情况变得更加普遍。通常，非生物应激会降低植物对病害的免疫能力，而病原菌感染则可有效提高植物对即将到来的非生物应激的响应 【1】 。有趣的是，过去的一些研究发现，热处理过的植物表现出较强的抗病能力，并且这种现象是源于宿主诱导的抗性反应而不是对病原菌的直接作用 【2,3】 。在农业生产中，对番茄的根加热也可以显著提高其地上部的抗病能力 【4】 ，这进一步证明了热诱导的系统性抗病能力的存在，但是关于这种现象的稳定性及其背后的调控机制尚不明确。

近日，以色列Agricultural Research Organization的Maya Bar课题组在Plant Cell and Environment在线发表了一篇题为Root zone warming represses foliar diseases in tomato by inducing systemic immunity的研究论文，在番茄中明确了根区升温诱导的系统性免疫，并报道了潜在的调控机制。

为了明确根区增温可以作为 诱导 抗病性的有效 因子 ，该研究分别在坏死型真菌灰葡萄孢、半活体型细菌黄单胞菌和生物营养型真菌番茄粉孢菌中进行了相关试验。 结果发现，将根区温度从21°C 升至28°C 可以显著提高番茄对三种病原菌的抗性，表明了根区增温在提高植物系统性免疫中的作用。

通过生理生化和转录组数据分析，该研究发现，根区升温可以激活番茄植株的免疫响应，具体表现为防御基因和PRR的表达以及乙烯和活性氧的产生。进一步的突变体表型分析表明，根区增温介导的植物免疫与水杨酸和乙烯的产生相关。

Root zone warming induces plant immunity

总之，该研究表明根区增温可以显著提高番茄的系统性免疫，并且该过程可能依赖于水杨酸和乙烯信号。研究结果为农业生产中通过变温控制植物抗病性提供了理论基础。

参考文献

【1】Atkinson, N. and Urwin, P. (2012). The Interaction of plant biotic and abiotic stresses: From genes to the field. Journal of Experimental Botany 63.

【2】Elad, Y., Omer, C., Nisan, Z., Harari, D., Goren, H., Adler, U., Silverman, D., and Biton, S. (2016a). Passive heat treatment of sweet basil crops suppresses Peronospora belbahrii downy mildew. Annals of Applied Biology 168: 373–389.

【3】Jones, R., Jackson, A., and Morris, T. (1990). Defective-interfering RNAs and Elevated Temperatures Inhibit Replication of Tomato Bushy Stunt Virus in Inoculated Protoplasts. Virology 176.

【4】Elad, Y. (2018). Disease management: Disease suppression by cultural means and through biocontrol. Acta Horticulturae No. 1207: 105–113.

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14006