2018年10月28日，中国农业大学徐明良教授课题组在Molecular Plant在线发表 “The auxin-regulated protein ZmAuxRP1 coordinates the balance between root growth and stalk-rot disease resistance in maize”研究论文，揭示了玉米调控生长与抗病平衡的遗传基础和分子机制。中国农业大学叶建荣副教授，课题组博士生钟涛、张东峰为论文的共同第一作者。

自然环境下，植物生长面临生物和非生物胁迫等复杂的外界环境。为了增强其生存能力，在长期的进化过程中植物形成一套成熟的适应机制，通过能量与物质的重新分配来调控生长与防御的平衡。众多研究揭示激素间的互作在调控生长和防御过程中起着重要作用。玉米茎腐病是由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）引起的一种土传性真菌性病害，是目前我国玉米生产中危害最严重的病害。本研究中，作者通过图位克隆方法获得了一个抗病QTL基因，ZmAuxRP1，它能够显著提高玉米对茎腐病的抗性，对穗粒腐病也同样有效。该基因编码一个生长素调节蛋白，位于玉米叶绿体基质中。ZmAuxRP1高表达时根生长加快，但抗性降低；表达量低时恰好相反。进一步研究发现，ZmAuxRP1促进生长素IAA的合成，但抑制次生防御物质苯并噁唑嗪酮（benzoxazinoids, BXs）的合成。IAA与BXs的生物合成具有共同的前体吲哚-3-甘油磷酸（IGP）。在正常生长条件下，ZmAuxRP1的表达量较高，IGP主要流向IAA的合成；当病原菌侵染时，ZmAuxRP1表达量显著下调，IGP主要流向BXs的合成，表现抗病；当病原菌消失时，ZmAuxRP1的表达量回复到常态，又恢复正常生长。然而，有关病原菌调控ZmAuxRP1表达，ZmAuxRP1调节IGP分配等分子机制有待进一步研究。ZmAuxRP1的克隆，有助于我们了解植物激素调控生长与防御平衡的遗传基础，也为玉米抗病分子育种提供了重要资源。

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国家玉米改良中心供稿