2023年12月2日

荞麦立枯丝核菌抗性分子机制的作科解析

作者 admin

中国农业科学院作物科学研究所发现荞麦抗病分子育种理论基础。茉莉酸诱导的黄酮类物质参与了调控苦荞对立枯丝核菌抗性的分子机制,利用多组学方法揭示了相关研究成果。荞麦是适应性强的粮食作物,含有健康食品成分芦丁等活性成分。荞麦立枯病严重威胁其稳产、增产,此研究提供了荞麦抗病分子育种重要基因资源。通过对苦荞核心种质资源的抗病性检测和全基因组重测序数据研究,鉴定了106个驯化位点与黄酮类物质代谢和抗病性密切相关。研究发现立枯丝核菌侵染后,许多苦荞茉莉酸合成信号通路的关键基因呈现显著差异表达。通过对关键酶基因FtCYP94C1的过表达,实现了黄酮类物质芦丁含量的提高和植株对立枯丝核菌的抗病性提高。此外,还发现参与黄酮类物质代谢的丝氨酸羟甲基转移酶受到茉莉酸信号诱导,与立枯丝核菌毒力蛋白互作,促进植物感病。该研究揭示了立枯丝核菌与苦荞互作的分子机制,为荞麦抗病分子育种提供了重要基因资源。图1展示了利用互作转录组和GWAS关联分析鉴定苦荞抗立枯丝核菌基因的过程。该图展示了相关数据并描述了分析结果。图2展示了苦荞响应立枯丝核菌侵染机制中FtCYP94C1和FtSHMT的参与情况。该研究的共同第一作者包括何毓琦,张凯旋,李世娟,卢翔,赵辉,关超男和黄旭,并由周美亮研究员作为通讯作者。该研究得到了多个项目的支持,包括国家自然科学基金、三亚崖州湾菁英人才科技专项、国家重点研发计划以及欧盟地平线2020计划。文章链接为:https://doi.org/10.1093/plcell/koad118。