一种醌信号抑制剂使Orobanchaceae寄生植物中的haustorium诱导因子功能解剖成为可能

Orobanchaceae家族的寄生杂草对全球作物生产构成了重大威胁。寄生植物发展出称为haustoria的特殊侵入结构，它们穿透宿主组织以建立连接并吸收营养。预haustoria的形成是由宿主来源的haustorium诱导因子（HIFs）触发的，例如2,6-二甲氧基-1,4-苯醌（DMBQ）和愈创木酸。由于预haustoria的形成是寄生的关键初始步骤，因此其抑制代表了一种控制寄生杂草的有希望的策略。在这项研究中，我们进行了化学筛选，以识别预haustoria形成的抑制剂，发现了一种化合物，称为haustorium抑制化合物55（HINC55），它有效抑制寄生植物Striga（Striga hermonthica）和Phtheirospermum japonicum中的预haustoria形成。值得注意的是，HINC55抑制了醌和酚类物质引起的预haustoria诱导，但对Striga中细胞分裂素未产生影响。此外，HINC55抑制了DMBQ引起的阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）和P. japonicum的气孔关闭，表明HINC55作为植物醌信号的抑制剂。我们使用HINC55评估宿主根系排泄物中的HIF成分。HINC55部分抑制了宿主根系排泄物诱导的Striga中的预haustoria形成，而在P. japonicum中几乎完全抑制，反映了Striga的广泛HIF反应性。转录组分析进一步确认了P. japonicum对水稻（Oryza sativa）根系排泄物的反应比Striga更强的抑制。总体而言，HINC55作为研究植物醌信号和解析宿主-寄生虫化学通讯的工具，以及开发新的寄生杂草控制策略的化合物。