近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所葫蘆科蔬菜遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊和蔬菜功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊合作在黃瓜白粉病抗性分子機(jī)制研究上取得重要進(jìn)展。該研究通過基因編輯驗證CsMLO8/11負(fù)調(diào)控黃瓜莖蔓白粉病抗性，鑒定到其互作蛋白CsCRK2 和 CsRbohD，發(fā)現(xiàn)CsMLO8/11競爭性抑制CsCRK2 與 CsRbohD的互作，通過影響ROS的產(chǎn)生來調(diào)控白粉病抗性。相關(guān)研究結(jié)果以 “CsMLO8/11 are required for full susceptibility of cucumber stem to powdery mildew and interact with CsCRK2 and CsRbohD”為題發(fā)表于《Horticulture Research》（IF=8.7）上。

 

　　黃瓜是世界上重要的蔬菜作物，白粉病是威脅全球黃瓜生產(chǎn)的主要病害之一。研究黃瓜白粉病抗性的分子機(jī)制，選育抗白粉病的優(yōu)異種質(zhì)成為遺傳育種亟待解決的問題。該研究對95份黃瓜核心種質(zhì)進(jìn)行莖蔓白粉病抗性評價，通過GWAS分析發(fā)現(xiàn)pm-s5.1位點(diǎn)CsMLO8編碼區(qū)1449bp插入可顯著增強(qiáng)莖蔓白粉抗性。CsMLO8和CsMLO11基因編輯突變體mlo8和mlo11在莖蔓、下胚軸和葉片中均表現(xiàn)出更強(qiáng)的白粉抗性，尤其在雙突mlo8mlo11的莖蔓和下胚軸中更為顯著。此外，與野生型相比，mlo8/11中積累更多ROS，且ROS信號通路中基因CsCRK2與CsRbohD的表達(dá)水平在接種后顯著上調(diào)，進(jìn)一步通過酵母雙雜、BiFC和LCI等實(shí)驗證明CsMLO8和CsMLO11可以分別與CsRbohD和CsCRK2相互作用，CsMLO8可以競爭性抑制CsCRK2與CsRbohD 的C末端互作，通過影響ROS迸發(fā)來調(diào)控白粉病抗性。該研究結(jié)果為闡明黃瓜白粉病抗性分子機(jī)制提供了重要理論依據(jù)，也可為抗白粉病品種培育提供基因資源。

 

　　該研究以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所為第一和通訊作者單位。張圣平研究員、楊學(xué)勇研究員和作物科學(xué)研究所孫加強(qiáng)研究員為共同通訊作者。董邵云副研究員、劉欣博士、韓佳楠博士、苗晗副研究員為論文共同第一作者。該研究受到國家自然科學(xué)基金、北京市科技計劃項目、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項目資助。

 

　　原文鏈接： https://doi.org/10.1093/hr/uhad295