近日，西北农林科技大学园艺学院文颖强教授课题组在《Plant Biotechnology Journal》在线发表了题为“Genomic and transcriptomic analyses provide insights into Erysiphe necator pathogenicity and grapevine resistance mechanisms”的研究论文。系统揭示了葡萄白粉菌效应因子CSEP118与寄主靶标VviTrxz的互作机制。园艺学院博士穆波为论文第一作者，文颖强教授为通讯作者，西北农林科技大学为第一完成单位。
葡萄白粉病由专性活体营养型真菌Erysiphe necator引起，是危害全球葡萄生产的毁灭性病害之一，常导致果实产量与品质严重下降。目前，白粉菌的致病机制与葡萄的抗病分子基础仍不明确，尤其缺乏高质量的白粉菌参考基因组与系统性的互作解析。针对这一科学问题，文颖强课题组通过整合基因组学、转录组学与分子生物学手段，开展了深入的系统研究。
课题组首先利用PacBio HiFi与Illumina测序技术，完成了葡萄白粉菌生理小种En. NAFU1的高质量基因组组装（大小69.93 Mb，N50达4.29 Mb），注释到12,667个蛋白编码基因，并鉴定出248个候选分泌效应因子（CSEPs）。通过转录组分析，明确了白粉菌在侵染感病品种‘赤霞珠’与抗病野生材料‘白水-40’过程中的基因表达动态，发现白粉菌在两种葡萄中有15.58%的差异表达基因为候选效应因子（CSEPs）。
进一步的功能筛选与验证表明，效应因子CSEP118能够诱导抗病葡萄发生细胞坏死。通过酵母双杂交、Co-IP与双分子荧光互补等实验，研究团队证实CSEP118特异性结合葡萄硫氧还蛋白VviTrxz，并揭示其通过调节VviTrxz蛋白丰度从而调控寄主免疫。转录组分析显示，抗病材料‘白水-40’在侵染时激活ROS积累与胼胝质沉积等免疫反应，而感病品种‘赤霞珠’中相关通路受到抑制。
研究还发现，转录因子VviTCP14在感病葡萄中显著上调表达。通过构建VviTCP14-RNAi稳定转基因株系，证实沉默该基因可显著增强葡萄对白粉病的抗性，促进抗病相关基因表达与芪类物质积累，表明VviTCP14通过调控次生代谢负调控葡萄免疫。
该研究构建了源自中国的葡萄白粉菌高质量基因组，系统揭示了效应因子CSEP118与寄主靶标VviTrxz的互作机制，明确了VviTCP14在抗病调控中的关键作用，为深入理解葡萄-白粉菌互作提供了全新的分子视角。研究成果不仅为葡萄抗白粉病分子育种提供了重要的基因资源与理论依据，也为其他果树病害的机制解析与抗性改良提供了参考。
图 葡萄和白粉菌互作机制模式图
本研究得到国家自然科学基金（32272670、31972986）、国家重点研发计划（2019YFD1000102-12）等项目的联合资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70646
