北大邓兴旺、安成才教授Nature子刊解析杂种优势

　　来自北京大学、耶鲁大学和杜克大学等机构的研究人员证实，在拟南芥杂交种中水杨酸生物合成增强，提高了对活体营养型病原体（biotrophic pathogens）的抗性。这些研究结果发布在6月12日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

　　北京大学生命科学学院的邓兴旺（Xing Wang Deng）教授、安成才（Chengcai An）教授及何光明（Guangming He）博士是这篇论文的共同通讯作者。邓兴旺教授是世界著名的生物学家，其长期从事植物分子遗传及生理学方面的研究，多次在Cell、Science、Nature等世界权威刊物上发表很有影响的学术文章。2013年当选为美国科学院院士。安成才教授的主要研究领域包括植物抗病免疫反应的分子机理以及植物营养组织中异位代谢三酰甘油（TAG）的转换机制。

　　杂种优势（Hybrid vigour）是生物界的一种普遍现象,一般是指遗传组成不同的亲本杂交产生的F1在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性、产量、品质等方面优于其亲本的现象。多年来人们已在农作物生产中广泛地利用杂种优势。

　　由于拟南芥是自交授粉，天然的拟南芥品种主要是纯合子。有研究证实在拟南芥中，两种不同的品种杂交生成的杂交种可以在生物量、光合效率、幼苗活力、种子数量、磷酸盐摄取和抗冻性方面显示出杂种优势，但有关其对植物防御力的影响很大程度上仍有待探索。

　　植物可以遭受到包括细菌、真菌、卵菌、病毒和线虫在内的各种病原体的攻击。在识别到攻击病原体时，植物可以生成一些免疫信号，并激活一组防御反应。水杨酸(SA)是一种响应病原体感染而升高的免疫信号，其往往伴随着抗微生物PR 基因(Pathogenesis-related gene)表达增高，以及抗病性增强。

　　在这篇Nature Communications新文章中，研究人员报告称发现某些拟南芥品种杂交可以提高对活体营养型病原体番茄细菌性斑点病菌株(Pst)DC3000的抗性。比较这些杂交种与亲代的转录组揭示，在杂交种中几个关键的SA生物合成基因显著上调，最终导致了自由态水杨酸(SA)和结合态水杨酸(SAG) 水平均升高。并且，他们证实当PAD4突变阻断SA生物合成信号时，F1杂交种增强的病原抗性明显受损。最终，研究人员证实组蛋白H3乙酰化表观遗传修饰与杂交种中一些SA生物合成基因表达上调有关联。

　　这些数据表明，在拟南芥杂交种中一些SA生物合成信号通路增强激活，有可能促成了它们对活体营养型病原体的抗性增加。