近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所（以下簡稱鄭果所）蘋果育種課題組在《植物生理學(xué)》（Plant Physiology）在線發(fā)表了研究論文，系統(tǒng)的闡明了蘋果再植?。ㄟB作障礙）抗性的分子機制，首次通過穩(wěn)定遺傳轉(zhuǎn)化的方法獲得蘋果再植病抗性種質(zhì)資源。
尖孢鐮刀菌入侵蘋果樹根部。中國農(nóng)科院鄭果所供圖
我國是世界最大的蘋果生產(chǎn)國，產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一，蘋果產(chǎn)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要組成部分，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加農(nóng)民收入及出口創(chuàng)匯等方面發(fā)揮了重要作用。近年來，隨著我國蘋果產(chǎn)業(yè)在品種結(jié)構(gòu)和栽培模式上的調(diào)整，30%以上的果園都面臨著樹齡老化、亟需淘汰更新的現(xiàn)狀。老齡果園原址重茬再建就成為不可避免的重要途徑。
老齡園地在果園重建時，蘋果再植?。ㄟB作障礙）普遍發(fā)生，發(fā)病的果園結(jié)果晚、品質(zhì)差、產(chǎn)量低，嚴重制約了蘋果產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。長期以來，對蘋果再植病的防治依賴于成本較高且對人和環(huán)境健康存在極大危害的化學(xué)方法，而以砧木自身抗性為基礎(chǔ)、利用抗性基因進行防控的研究鮮有報道。
通過基因工程手段調(diào)控蘋果對再植病抗性。中國農(nóng)科院鄭果所供圖
該團隊前期通過miRNA和降解組測序，篩選到了蘋果再植病抗/感基因型差異表達的mdm-miR397b-MdLAC7b模塊。過表達該模塊后，他們發(fā)現(xiàn)蘋果根組織中木質(zhì)素的沉積以及茉莉酸含量發(fā)生改變，同時增強了對尖孢鐮刀菌（我國再植病主要致病真菌）的抗性。隨后他們鑒定到了一個ERF家族的轉(zhuǎn)錄因子MdERF61，它可以轉(zhuǎn)錄抑制mdm-miR397b的表達，介導(dǎo)再植病調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
該研究立足我國蘋果產(chǎn)業(yè)中對綠色環(huán)保蘋果病害防控的重大需求，解析蘋果根部防御反應(yīng)及抗病調(diào)控的分子機制，不僅拓寬了在植物根系統(tǒng)抵御病原菌入侵方面的認識，也為蘋果再植病防控提供了經(jīng)濟有效且綠色可持續(xù)的防控策略。
鄭果所副研究員周喆為論文的第一作者，研究員張恒濤和閻振立為論文共同通訊作者。該研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項目和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費項目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae518
