Fig. 1: a Recognition of nematode-derived ascr#18 activates pattern-triggered immunity (PTI) in plants, similar to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) derived from other microbes. b Examples for ascarosides previously discovered in C. elegans and other nematode species. 为了测试植物如何应对线虫产生的ascr＃18，研究人员利用比较代谢组学，分析了双子叶番茄和拟南芥以及单子叶小麦。对于所有三种植物，发现在经ascr＃18处理的植物中存在的一系列附加峰(Fig. 2c, d)。通过MS/MS谱图和保留时间与已知的ascarosides进行比较，作者确定这些额外的峰为侧链较短的ascarosides: ascr＃10，ascr＃1和ascr＃9。在所有情况下，ascr＃9是含量最高的代谢产物(Fig. 2d)。随后研究人员发现用同位素标记ascr＃18实验证实较短链的ascarosides是从添加的ascr＃18衍生而来。同样，田间土壤/盆栽土壤混合栽培试验也证实此观点。以上实验阐明线虫信息素被植物代谢了！ Fig. 2: c LC-MS analysis of Arabidopsis roots treated with 1 μM ascr#18 for 24 . d Accumulation of ascarosides in Arabidopsis, tomato, and wheat roots treated with 1 μM ascr#18 for 24 h. 在线虫中，ascarosides是通过长链前体的过氧化物酶体β-氧化作用产生的。而植物中的脂肪酸降解主要也是通过过氧化物酶体中的β-氧化途径发生(Fig. 3a)。对ascr＃18衍生代谢产物的结构分析表明，它们的侧链比ascr＃18的侧链短两个，四个和六个碳(Fig. 2c)。表明这些化合物可能由ascr＃18的β-氧化产生。为了测试ascr＃18是否通过过氧化物酶体β-氧化作用在植物中代谢，作者分析了拟南芥该途径中的关键突变体(Fig. 3b 3c)。发现酰基辅酶A氧化酶：ACX1和ACX5双缺的拟南芥突变体中，ascr＃18代谢成较短链的ascarosides显着减少。而这两个单突变体中，对ascr＃18新陈代谢的影响很小。以上结果表明，ascr＃18在植物中代谢为短链的ascarosides是通过内源性过氧化物酶体ACX1和ACX5的β-氧化进行的。 Fig. 3: Arabidopsis metabolizes ascr#18 via conserved peroxisomal β-oxidation. a Comparison of peroxisomal β-oxidation pathways and associated enzymes involved in the conversion of indole-3-butyric acid (IBA)-to-indole acetic acid (IAA) in Arabidopsis and ascaroside biosynthesis in C. elegans. b LC-MS analysis of Arabidopsis seedlings treated with 1 μM ascr#18 for 24 h before sample extraction, comparing ascr#9 production in wildtype and ibr10, ech2, ech2 ibr10, or acx1 acx5 mutants. c Comparison of ascaroside abundances in Arabidopsis wildtype and acx1 acx5 roots treated with 1 μM ascr#18. 随后研究人员分析比较了ascr＃18处理的野生型拟南芥和acx1 acx5突变株对丁香假单胞菌以及根结线虫（Meloidogyne incognita）的影响。结果表明，ascr＃18代谢作用对于提高对线虫感染的抗性是必需的，而对细菌的抗性则不受影响。接下来，作者还通过数据证明ascr＃18代谢对线虫抗性的影响独立于植物防御信号通路(Fig. 4)。 Fig. 4: acx1 acx5 is required for ascr#18-mediated enhanced resistance to root-knot nematodes but not a bacterial pathogen.a Experimental designs for assessing activation of defense pathways and resistance to nematodes and bacteria. b Enhanced resistance to virulent P. syringae pv. tomato (Pst) DC3000 does not require acx1 acx5. c ascr#18 increases resistance of Arabidopsis wildtype, but not acx1 acx5 mutants, to plant-parasitic nematodes (M. incognita). 由于ascr＃18代谢不是抗细菌或激活正常植物防御信号通路所必需的，但对于防御线虫却是必不可少的，表明植物可能会将ascr＃18代谢物分泌到环境中。研究人员通过实验证明：ascr＃18衍生的代谢物通过根部分泌，分泌物中ascr＃9最丰富(Fig. 5a)。先前的几项研究表明，线虫信息素的不同混合物可以诱导吸引或回避行为。本文发现，含有ascr＃18：ascr＃9=1:10的混合物会产生明显的回避行为，而低浓度的任一种化合物都具有吸引力或没有效果(Fig. 5d)。
