北大鄧興旺、安成才教授Nature子刊解析雜種優勢

　　來自北京大學、耶魯大學和杜克大學等機構的研究人員證實，在擬南芥雜交種中水楊酸生物合成增強，提高了對活體營養型病原體（biotrophic pathogens）的抗性。這些研究結果發布在6月12日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

　　北京大學生命科學學院的鄧興旺（Xing Wang Deng）教授、安成才（Chengcai An）教授及何光明（Guangming He）博士是這篇論文的共同通訊作者。鄧興旺教授是世界著名的生物學家，其長期從事植物分子遺傳及生理學方面的研究，多次在Cell、Science、Nature等世界權威刊物上發表很有影響的學術文章。2013年當選為美國科學院院士。安成才教授的主要研究領域包括植物抗病免疫反應的分子機理以及植物營養組織中異位代謝三酰甘油（TAG）的轉換機制。

　　雜種優勢（Hybrid vigour）是生物界的一種普遍現象,一般是指遺傳組成不同的親本雜交產生的F1在生長勢、生活力、抗逆性、繁殖力、適應性、產量、品質等方面優于其親本的現象。多年來人們已在農作物生產中廣泛地利用雜種優勢。

　　由于擬南芥是自交授粉，天然的擬南芥品種主要是純合子。有研究證實在擬南芥中，兩種不同的品種雜交生成的雜交種可以在生物量、光合效率、幼苗活力、種子數量、磷酸鹽攝取和抗凍性方面顯示出雜種優勢，但有關其對植物防御力的影響很大程度上仍有待探索。

　　植物可以遭受到包括細菌、真菌、卵菌、病毒和線蟲在內的各種病原體的攻擊。在識別到攻擊病原體時，植物可以生成一些免疫信號，并激活一組防御反應。水楊酸(SA)是一種響應病原體感染而升高的免疫信號，其往往伴隨著抗微生物PR 基因(Pathogenesis-related gene)表達增高，以及抗病性增強。

　　在這篇Nature Communications新文章中，研究人員報告稱發現某些擬南芥品種雜交可以提高對活體營養型病原體番茄細菌性斑點病菌株(Pst)DC3000的抗性。比較這些雜交種與親代的轉錄組揭示，在雜交種中幾個關鍵的SA生物合成基因顯著上調，最終導致了自由態水楊酸(SA)和結合態水楊酸(SAG) 水平均升高。并且，他們證實當PAD4突變阻斷SA生物合成信號時，F1雜交種增強的病原抗性明顯受損。最終，研究人員證實組蛋白H3乙酰化表觀遺傳修飾與雜交種中一些SA生物合成基因表達上調有關聯。

　　這些數據表明，在擬南芥雜交種中一些SA生物合成信號通路增強激活，有可能促成了它們對活體營養型病原體的抗性增加。