项目文章 | 中农翟红教授团队利用代谢组揭示IbPIF1基因能够提升植株木质素与萜类物质的积累量，进而增强甘薯对茎线虫病的抗性

甘薯茎线虫是一类重要植物寄生线虫，广泛分布于温暖区域；可侵染多种植物，对各类主粮作物的块根造成严重危害。甘薯茎线虫病通常会造成甘薯减产20%~50%；发病严重地块，线虫侵染可导致田间绝收。培育甘薯抗茎线虫品种的工作愈发关键。

2025年7月，中国农业大学翟红教授团队在期刊Plant Biotechnology Journal上发表了一篇题为“IbPIF1 confers stem nematode resistance by regulating secondary metabolites in sweet potato”的研究成果。本研究联合转录组和挥发性代谢组分析表明：过表达甘薯IbPIF1基因能够提升植株木质素、胼胝质与萜类物质的积累量，进而增强甘薯对茎线虫病的抗性。机制层面，IbPIF1编码蛋白可结合IbMVD基因启动子，激活该基因表达，促进萜类化合物合成。

百谱生物为该研究提供了代谢组检测与分析服务！

研究思路：

茎线虫是全球危害严重的植物寄生线虫，可造成甘薯大量减产甚至绝收，植物抵御茎线虫的分子机制尚不清晰。线虫侵染后抗病品种鲁薯3中IbPIF1表达量显著高于感病栗子香。IbPIF1定位于细胞核，具备转录激活活性；转录组和代谢组分析显示IbPIF1通过上调ROS清除、木质素/胼胝质合成、茉莉酸JA通路、萜类合成相关基因和莪术醇等倍半萜代谢物的合成，增强系统免疫与细胞壁物理屏障从而抑制茎线虫活动。分子互作实验证明IbPIF1直接结合萜类合成关键基因IbMVD启动子并激活其转录，诱导萜类、木质素、胼胝质积累上升，茎线虫抗性增强。

所以说，IbPIF1作为核心转录因子，通过直接激活IbMVD促进萜类合成，同时协同JA信号、ROS清除、细胞壁加固多层防御通路，调控甘薯对茎线虫的抗性。该研究揭示甘薯抗线虫分子网络，为基因工程培育抗病甘薯提供理论靶点。