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苹果(Malus domestica)是蔷薇科最具代表性的经济作物之一。近年来,由于有效耕地面积急剧减少,苹果再植病问题日益严重,导致苹果生长发育迟缓和产量下降。以真菌和线虫为主的生物因素是引起再植病的主要原因,其中,腐皮镰孢菌(Fusarium solani)是引起我国苹果连作障碍的主要有害真菌。Gretchen Hagen3(GH3)是生长素原初响应因子之一,对生长素信号敏感并促进游离生长素(IAA)与氨基酸结合,调节植物体内IAA稳态,从而影响植物的抗病性。然而,GH3基因在苹果再植病中的生物学功能尚不清楚。
近期,西北农林科技大学园艺学院马锋旺教授团队完成的题为“Silencing of early auxin responsive genes MdGH3-2/12 reduces the resistance to Fusarium solani in apple”的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文),JIA) 2024年9期正式发表。
该研究通过用腐皮镰孢菌处理MdGH3-2/12 RNA干扰(RNA interference,RNAi)苹果植株,评估了MdGH3-2和MdGH3-12在腐皮镰孢菌防御反应中的作用。研究结果表明,在接种腐皮镰孢菌的情况下,干扰MdGH3-2/12会加剧ROS过度积累引起的膜脂过氧化。根系微观结构观察结果表明,在腐皮镰孢菌处理下,MdGH3-2/12-RNAi苹果根系损伤比野生型更严重,影响了根系对养分和水分的吸收,从而降低了光合作用,这归因于MdGH3-2/12-RNAi植株游离IAA与氨基酸的结合能力降低,导致游离IAA在根系中过度积累并改变了植物的根系结构。此外,在RNAi根系中水杨酸和茉莉酸的稳态也发生了变化,从而影响了与抗病途径相关基因的表达水平。该研究解析了生长素原初响应因子MdGH3-2/12在调节腐皮镰孢菌抗性中的作用,为苹果抵御再植病提供了新的思路。
西北农林科技大学园艺学院/作物抗逆与高效生产全国重点实验室马锋旺教授和李超教授为该文章的通讯作者,硕士毕业生刘倩薇为第一作者。
该研究得到了国家现代农业产业技术体系建设项目(CARS-27)和陕西省重点科技专项(2020zdzx03-01-02)的资助。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311924002545
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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