西北农林科技大学园艺学院
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葡萄种质资源与育种团队在葡萄抗灰霉病研究取得新进展

来源:   作者:张婷   发布日期:2021-05-05     浏览次数:

     

近日,Horticulture Research在线发表了葡萄种质资源与育种团队王西平课题组题为Comparative transcriptomic analysis highlights contrasting levels of resistance of Vitis vinifera and Vitis amurensis to Botrytis cinerea的研究论文。

该研究对接种灰霉菌后早期互作阶段(接种后0-36小时)高抗病的中国野生山葡萄(V. amurensis)‘双优’(SY)和高感病欧洲葡萄(V. vinifera. cv)‘红地球’(RG)叶片的转录组数据进行了比较分析。研究发现,与欧洲葡萄相比,山葡萄可能以更小的转录重组作为其抵抗灰霉菌的策略。SY和RG中被诱导的差异表达基因可能和细胞表面结构、氧化还原、细胞死亡和C/N代谢有关,尤其是与细胞死亡有关的R基因和细胞凋亡有关的脂类分解相关的GBA2和SPL基因只在RG叶片中差异表达有关。该研究证明了RG叶片中失衡的ROS水平和氧化还原稳态与其感病性有关;而接种后的SY叶片拥有更强抗氧化能力和较好的ROS稳态与SY的高抗病性有关。调控网络预测分析发现WRKY、MYB转录因子通过调控ABA途径和ROS响应过程,参与了葡萄对灰霉菌的响应。通过对SY和RG接种前、接种后的转录组数据进行共表达网络分析,发现接种前SY叶片可能具有较高抗氧化能力、更快速识别病原菌能力和信号传导能力,这些自然特性可能与其抗病性有关。

通过基因本底差异表达分析,还筛选到一个AtWRKY18、40、60同源类似物VaWRKY10基因,它在RG和SY叶片中的本底表达水平很高却几乎不受灰霉菌诱导表达。将其转化拟南芥和欧洲葡萄无核白后,相比野生型植株,接种后的过表达植株均表现抗病性增强,证实VaWRKY10基因具有抗灰霉病功能。该研究揭示了两种相反抗性葡萄叶片响应灰霉菌侵染的抗性机制,为葡萄抗灰霉病机理研究提供了新的视野。

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Putative defense mechanisms against Botrytis cinerea in susceptible RG and resistant SY leaves.

博士生、河南农业大学讲师万然为该论文第一作者,博士生郭春磊共同第一作者,园艺学院、旱区作物逆境生物学国家重点实验室/西北地区园艺作物生物学和种质创新重点实验室王西平教授为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金(31572110)和葡萄种质资源与育种应用创新团队(2013KCT-25)项目资助。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41438-021-00537-8


编辑:张婷     终审:徐凌飞