Hortic Res | 广西农科院尹玲研究团队在圆叶葡萄MrRpv1基因抗霜霉病机制方面取得新...

chen05911 · 发表于 2021-7-16 13:54

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葡萄是我国，也是世界上栽培范围最广，经济价值最高的果树之一。葡萄霜霉病是世界范围内危害葡萄生长最严重的一种卵菌病害。不同遗传背景的葡萄对霜霉病的抗性存在很大差异。圆叶葡萄对葡萄霜霉病高抗甚至免疫，研究人员前期通过图位克隆的方法从圆叶葡萄中克隆得到葡萄首个TIR-NBS-LRR类型抗霜霉病基因MrRpv1，将MrRpv1转入欧亚种感病品种‘西拉’后，可以显著提高其对霜霉病的抗性。但是MrRpv1介导的霜霉病抗性机制尚不清楚。

近日，Horticulture Research在线发表了广西农业科学院尹玲研究团队题为Transcriptional Profiling Reveals Multiple Defense Responses in Downy Mildew-resistant Transgenic Grapevine Expressing aTIR-NBS-LRR gene located at the MrRUN1/MrRPV1 locus的研究论文。

该研究在前期研究的基础上，对霜霉菌侵染早期的‘西拉’和‘MrRpv1转基因西拉’进行了广泛的转录组分析。分析发现，与野生型西拉相比，MrRpv1转基因植株在受到霜霉菌侵染后，反应更为快速，有更多的基因被诱导上调表达，且绝大部分基因均与抗病反应相关。其中与Ca2+释放和ROS产生相关的基因的激活是发生最早的事件。DEGs功能富集分析表明，与多种植物激素信号通路和次级代谢相关的关键基因在感染过程中被高度诱导。通过WGCNA共表达网络和对DEGs的motif富集分析发现，大量的转录因子，特别是多种类型的WRKY和MYB转录因子在MrRpv1基因介导的抗病反应中发挥着重要的调控作用，而且与芪类合成酶STS基因之间存在强烈的共表达。

Figure4. Gene co-expression network of grapevine stilbene synthase (VvSTS)andtranscription factors (TFs) in black MEs.

与传统用抗感品种作为实验材料相比，本研究所采用的MrRpv1转基因西拉与野生型植株相比，遗传背景几乎完全一致，仅有一个基因的差别，最大化减少了因遗传背景差异造成的噪声干扰，能够更准确的揭示由MrRpv1基因诱导的转录重编程。综上所述，本研究运用转录组学技术从整体上阐述圆叶葡萄MrRpv1介导的霜霉病抗性机制，为后续霜霉病抗性育种和病害防控奠定了一定的理论基础。

广西农业科学院广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室尹玲副研究员为论文通讯作者，曲俊杰副研究员为论文第一作者。澳大利亚CSIRO的Ian Dry研究员，课题组刘露露、郭泽西参与了该研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、中国科协青年人才托举工程、广西“八桂青年学者”专项、广西自然科学基金等项目的资助。