黄瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌（FOC）引起的一种土传病害，是限制黄瓜产量和品质形成的主要生物因素之一。FOC 可以在土壤中长期存活，并且难以通过杀菌剂等化学手段消除，因此，如何提高植株自身抗病能力对黄瓜生产至关重要。氮素是调节植物生长发育和免疫能力的关键因子，已有研究表明，与铵态氮营养相比，硝态氮营养可以显著降低黄瓜枯萎病的发病率，并且该过程可能与根系有机酸分泌及FOC的定殖能力变化有关。然而，目前对硝态氮营养调控黄瓜枯萎病抗性的生理调节机制尚不完全清楚。

近日，我会常务理事、南京农业大学资源与环境科学学院郭世伟教授研究组在Plant, Cell & Environment上发表了题为“Nitrate mediated resistance against Fusarium infection in cucumber plants acts via photorespiration”的研究论文，揭示了硝态氮营养通过叶片光呼吸调控黄瓜抗枯萎病能力的生理机制。研究发现，与铵态氮营养相比，硝态氮处理显著降低了FOC侵染条件下黄瓜叶片中枯萎酸含量、膜氧化水平以及细胞器损伤。结合非靶向代谢组学分析、气体交换参数以及关键酶活性测定，研究人员发现硝态氮显著提高了光呼吸速率及代谢过程。通过外源喷施异烟肼（INH，一种光呼吸抑制剂）以验证光呼吸是否在硝态氮介导的黄瓜抗病能力中发挥作用，代谢组学及气体交换参数结果证实了INH对黄瓜叶片光呼吸速率及代谢过程的抑制作用，并且INH喷施后黄瓜抗枯萎病能力显著降低。进一步的关联分析和生化测定发现光呼吸介导的抗病能力可能与相对较高的电子消耗以及光呼吸途径产生的过氧化氢信号有关。该研究表明硝态氮营养可以通过提高光呼吸调控黄瓜抗枯萎病的能力，对氮素-光呼吸相互作用以驱动更广泛防御机制提供了新见解，并为通过施肥或调节剂提高植物防御和绿色生产的应用提供了理论支撑。

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文章来源：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14140