植物代謝物clovamide可抗可可樹黑莢果病
2021/04/16 @國際
摘要
美國賓夕法尼亞州立大學研究抗病品系的可可葉片中發現高含量的抗菌化合物clovamide，經由實驗證明得知clovamide含量與抗病原菌相關，將來育種者可藉由可可幼苗葉片中clovamide含量進行抗性篩選，預計將大幅提高育種抗黑莢果病(black pod rot)品系可可效率。
示意圖
黑莢果病(black pod rot)是由真菌Phytophthora所引起的病害，這種真菌病害嚴重影響世界各地種植的可可樹，每年導致可可莢果損失高達30％，並造成多達10％的可可樹死亡。
園藝學暨植物分子生物學教授Mark Guiltinan 表示：「首次發現化合物clovamide可影響可可樹對病原菌的抗性，測量葉片中化合物clovamide含量的方法對於研究育種高產且抗病的可可品種將產生重大影響｣。
在研究中此抗病品系的可可葉片稱為「Scavina 6｣，此種葉片可耐抗引起黑莢果病的真菌。與感病品系可可「Imperial College Selection 1｣相比較，「Scavina 6｣葉片中累積了高量的clovamide和其他幾種已知壓力反應相關的代謝物。而clovamide是「Scavina 6｣葉片萃取物中含量最多的化合物，其濃度比感病品系可可「Imperial College Selection 1｣高58倍。
研究員使用液相層析和串聯式質譜法(LC/MS)分析抗病品系與感病品系可可中數百種代謝物，發現在這兩個品系中clovamide含量有很大差異，這表示clovamide可能是可可抗病性的潛在因素。經由實驗證明clovamide抑制了Phytophthora屬中三種可以感染可可樹的病原菌生長。此外，由實驗得知clovamide抑制了病原菌中可分解植物細胞壁的蛋白酶和果膠酶活性，因此推測clovamide是藉由阻止病原菌破壞植物細胞壁而達抗病。
抗性品系可可「Scavina 6｣已在之前可可育種計畫中被用作親本，但不清楚其抗性原因，這使抗性育種非常困難，例如：育種者將「Scavina 6｣與高產品系雜交而得到一堆後代，評估這些後代的抗病性需要多年的生長和實地試驗，這需要耗費許多土地、勞動力和金錢。
如果育種者能在可可樹還是溫室幼苗時以葉片中clovamide的含量進行篩選，那麼就可以大幅簡化濃縮育種過程，並減少資源耗費。例如：他們原本種植1,000棵可可樹來評估其抗性，如今藉由測量葉子中clovamide含量，而只需種植100棵clovamide含量最高的可可。這將大幅加快育種速度，提高育種效率，使育種者能夠更快地開發抗性品系。研究員表示：因為許多可可樹育種計畫是在資金不足的國家中進行，因此使用代謝物clovamide作為抗性標記將成為可可育種計畫中的有效方法，將會特別受到歡迎。【延伸閱讀】藉由基因標記與分子育種技術，可加速耐鹽釀酒葡萄品系之開發時程
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