用于遗传控制根结线虫（Meloidogyne enterolobii）的资源：这种线虫正对直接播种水稻种植构成迫在眉睫的威胁

《Plant Stress》：Resources for genetic control of the root-knot nematode Meloidogyne enterolobii, an impending threat to direct-seeded rice agriculture

直接播种水稻的根结线虫检疫威胁及MG1基因抗性机制研究。通过筛选40种水稻品种，发现野生稻O. nivara（如NKSWR19）对检疫性线虫M. enterolobii高度抗性，并鉴定MG1基因在调控抗性中的关键作用。通过土壤无介质系统和转录组学分析，证实MG1过表达显著降低线虫感染（减少43.18%-57.78%），并激活SA、JA和ET防御通路相关基因，为水稻抗线虫育种提供新资源。

　　随着全球气候变化和水资源短缺问题的加剧，直接播种水稻（DSR）种植技术在印度干旱地区逐渐得到推广。这种技术虽然在减少水资源消耗和劳动力需求方面具有显著优势，但同时也带来了一些新的挑战，尤其是根结线虫（RKN）的侵袭问题。根结线虫是水稻生产中的重要病原体，其寄生行为会导致根部形成肿块，从而影响养分运输，最终降低稻米产量。在本研究中，我们关注了一种具有检疫意义的根结线虫——*Meloidogyne enterolobii*，它在多种作物中表现出较高的致病性。因此，研究其在水稻中的感染潜力以及寻找抗性资源显得尤为重要。

*Meloidogyne enterolobii* 的生命周期在水稻中表现出较快的进展，特别是在直接播种系统中。该线虫的雌性会在根部形成外露的卵囊，这种适应性特征有助于其在非水培环境下快速繁殖。我们对40种广泛种植的水稻品种进行了评估，其中包括适合不同农业生态系统的品种（如直接播种、灌溉和混合系统）。研究结果显示，这些品种中仅有少数表现出对 *M. enterolobii* 的抗性，而大多数则高度易感。值得注意的是，*O. nivara* 野生水稻资源被发现对 *M. enterolobii* 具有较强的抗性，这为未来的水稻抗病育种提供了宝贵的材料。

通过基因表达分析，我们发现 *O. nivara* 中的 *MG1* 基因在 *M. enterolobii* 感染后显著上调。为了验证 *MG1* 基因在抗病机制中的作用，我们将其在易感品种 *O. sativa japonica* 的 Taipei309 品种中过表达。结果表明，过表达 *MG1* 基因显著降低了 *M. enterolobii* 的感染程度和繁殖效率，这表明 *MG1* 基因在抵抗这种线虫方面具有重要作用。此外，研究还发现 *MG1* 基因的表达与多种防御相关基因的上调有关，包括参与氧化爆发、水杨酸（SA）信号通路、茉莉酸（JA）信号通路和乙烯（ET）信号通路的基因。这些基因的协同作用可能构成了水稻对 *M. enterolobii* 的多层防御机制。

本研究不仅揭示了 *M. enterolobii* 在水稻种植中的威胁性，还为应对这一挑战提供了新的思路。随着该线虫在印度不同地区的扩散，其对水稻农业的潜在影响不容忽视。因此，利用野生水稻资源进行抗性育种，以及通过基因工程手段增强抗性基因的表达，成为未来研究的重要方向。此外，研究还强调了多基因抗性机制的重要性，即通过不同信号通路的协同作用，提高水稻对多种根结线虫的抵抗力。

值得注意的是，*M. enterolobii* 的适应性繁殖策略使其在干旱环境中更具生存优势，而传统的灌溉系统虽然能提供更稳定的水分供应，但其对这种线虫的控制效果有限。因此，探索适应干旱环境的抗性基因，对于可持续的水稻生产具有重要意义。研究中发现的 *MG1* 基因不仅在抵抗 *M. graminicola* 中发挥了作用，而且在抵抗 *M. enterolobii* 方面也表现出显著效果，这提示我们该基因可能具有广泛的抗病潜力。

此外，本研究还强调了在水稻育种过程中，对不同生态系统的适应性需要被充分考虑。例如，某些在灌溉系统中表现抗性的品种，在直接播种系统中可能并不具备同样的抗性。这表明，抗性基因的表达可能受到环境因素的影响，因此在抗病育种中需要结合具体的农业生态条件进行评估。同时，研究也指出，尽管 *M. enterolobii* 在某些水稻品种中表现出较高的致病性，但其在其他作物中的表现也值得关注，如番茄和石榴，这进一步凸显了其对多种作物的潜在威胁。

在实际应用中，利用 *MG1* 基因进行抗性育种需要克服一系列技术挑战，包括基因的稳定表达、转基因植物的田间适应性以及环境因素对基因表达的影响。然而，随着基因编辑技术的发展，这些挑战有望被逐步解决。本研究为水稻抗根结线虫育种提供了新的基因资源和研究方向，同时也为其他作物的抗性研究提供了参考。

总之，本研究通过对 *M. enterolobii* 在水稻中的感染机制进行深入分析，揭示了其在不同农业生态系统中的适应性特征，并发现 *MG1* 基因在抵抗该线虫中的关键作用。这些发现不仅有助于提高水稻的抗病能力，还为应对全球气候变化带来的农业挑战提供了科学依据。未来的研究应进一步探索 *MG1* 基因的分子机制，以及其在其他作物中的潜在应用，以期实现更广泛的抗性提升和可持续农业发展。