N-乙酰-5-甲氧基色胺（N-acetyl-5-methoxytryptamine），俗称褪黑素（melatonin），是一种由色氨酸衍生的吲哚类化合物。褪黑素被确认为一种新型植物激素，在植物响应非生物胁迫过程中发挥重要作用。然而，其在生物胁迫中的生理功能及调控机制鲜有报道。
近日，西北农林科技大学植物免疫团队在The Plant Journal在线发表了题为“Transcriptomic and metabolomic analyses unveil TaASMT3-mediated wheat resistance against stripe rust by promoting melatonin biosynthesis”的研究论文。该研究发现，小麦通过促进内源褪黑激素生物合成，激活植物免疫反应，提高其对条锈病的抗性。
该研究通过整合转录组与代谢组学分析技术，系统比较了小麦与条锈菌在亲和与非亲和互作体系中的分子响应特征。联合分析显示，褪黑激素生物合成途径在差异积累代谢物中呈现最为完整的富集特征。外源喷施及条锈菌萌发实验表明，褪黑素处理能显著增强小麦对条锈病的抗性。利用病毒诱导的基因沉默技术VIGS瞬时沉默褪黑激素合成关键基因TaASMT3，导致小麦内源褪黑素水平显著降低，同时伴随抗病性明显减弱。该研究首次从代谢层面解析小麦抗病的分子机制，深化了对小麦-条锈菌互作的认知，并为小麦抗条锈病遗传改良提供理论依据和技术支撑。
西北农林科技大学博士生姜丽华为该论文第一作者，康振生院士及刘杰教授为本文的共同通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省自然科学基础研究计划等项目的资助。