近日，中国农业科学院植物保护研究所粮食作物真菌病害监测与防控团队在国际植物学权威期刊《Plant Physiology》上发表研究成果，揭示了酚胺调控子ZmPHT3通过双重途径协同调控玉米对病原菌的广谱抗性。该发现深化了次生代谢产物参与作物免疫的基础理论，也为玉米叶部病害的绿色防控和抗病育种提供了新思路与关键基因资源。

酚胺类代谢物是植物免疫反应中的重要防线。当病原菌入侵时，它们在植物体内迅速积累，通过直接抑制病菌生长和加固细胞壁物理屏障的双重机制，有效阻止病原扩散。然而，酚胺在玉米中的响应机制、生物合成与调控网络及其广谱抗性的分子基础此前尚不明确。

为解析玉米响应病原菌侵染过程中次生代谢物的动态变化及其调控基因，研究团队通过代谢组与转录组联合分析，鉴定到一个腐胺类酚胺生物合成的关键基因ZmPHT3。该基因编码BAHD家族酰基转移酶，负责催化合成阿魏酰腐胺糖苷、香豆酰腐胺和咖啡酰腐胺三种酚胺代谢物。实验表明，过表达ZmPHT3可显著提升上述化合物的含量，并增强玉米对小斑病菌和禾谷炭疽菌的抗性；而敲除该基因则导致酚胺积累减少，菌丝扩展加剧，植株更易感病。体外酶活实验证实，ZmPHT3可直接催化生成这三种酚胺代谢物，其中香豆酰腐胺和咖啡酰腐胺对病原菌菌丝扩展具有一定抑制作用。

研究进一步发现，ZmPHT3不仅通过其酶活性直接合成抗菌酚胺，还通过其催化产物间接调控另一个关键蛋白ZmPP2-B8的稳定性。ZmPP2-B8是一个含有F-box结构域的韧皮部蛋白，作为玉米免疫的正调控因子，与ZmPHT3协同作用，共同激活细胞壁生物合成相关基因的表达，强化细胞壁防御屏障。

这项研究揭示了ZmPHT3的双重使命：它既是抗菌分子的生产者，也是免疫调控蛋白的守护者。二者协同作用，形成一个强化细胞壁、拓宽抗病谱的防御模块，有效提升玉米广谱和持久抗病能力。

ZmPHT3协同ZmPP2-B8调控玉米广谱抗性

中国农业科学院植物保护研究所和深圳农业基因组研究所联合培养博士后龚子文为论文第一作者，中国农业科学院植物保护研究所刘文德研究员和李智强副研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金国际合作与交流项目（32061143033）资助。