研究解析苹果对连作障碍抗性的分子机制
研究解析苹果对连作障碍抗性的分子机制
近日，中国农业科学院郑州果树研究所（以下简称郑果所）苹果育种课题组在《植物生理学》（Plant Physiology）在线发表了研究论文，系统阐明了苹果再植病（连作障碍）抗性的分子机制，并首次通过稳定遗传转化的方法获得苹果再植病抗性种质资源。
尖孢镰刀菌入侵苹果树根部。中国农科院郑果所供图
我国是世界最大的苹果生产国，产量稳居世界第一，苹果产业是我国农业经济的重要组成部分，在产业结构调整、增加农民收入及出口创汇等方面发挥了重要作用。近年来，随着我国苹果产业在品种结构和栽培模式上的调整，30%以上的果园都面临着树龄老化、亟需淘汰更新的现状。老龄果园原址重茬再建就成为不可避免的重要途径。
老龄园地在果园重建时，苹果再植病（连作障碍）普遍发生，发病的果园结果晚、品质差、产量低，严重制约了苹果产业的可持续发展。长期以来，对苹果再植病的防治依赖于成本较高且对人和环境健康存在极大危害的化学方法，而以砧木自身抗性为基础、利用抗性基因进行防控的研究鲜有报道。
通过基因工程手段调控苹果对再植病抗性。中国农科院郑果所供图
该团队前期通过miRNA和降解组测序，筛选到了苹果再植病抗/感基因型差异表达的mdm-miR397b-MdLAC7b模块。过表达该模块后，他们发现苹果根组织中木质素的沉积以及茉莉酸含量发生改变，同时增强了对尖孢镰刀菌（我国再植病主要致病真菌）的抗性。随后他们鉴定到了一个ERF家族的转录因子MdERF61，它可以转录抑制mdm-miR397b的表达，介导再植病调控网络。
该研究立足我国苹果产业中对绿色环保苹果病害防控的重大需求，解析苹果根部防御反应及抗病调控的分子机制，不仅拓宽了在植物根系统抵御病原菌入侵方面的认识，也为苹果再植病防控提供了经济有效且绿色可持续的防控策略。
郑果所副研究员周喆为论文的第一作者，研究员张恒涛和阎振立为论文共同通讯作者。该研究得到了中国农业科学院科技创新工程项目和中国农业科学院基本科研业务费项目的资助。