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茶树抗炭疽病机制研究取得重要进展
作者:王玉春      来源:改良中心     发布日期:2018-04-04     点击:      【字号:    

炭疽病一直以来是影响我国茶树生产的重要病害之一。近期,千赢娱乐国际官方网站茶树遗传育种团队利用室内病菌接种、转录组测序、组织化学染色等手段,明确了H2O2的积累和过敏性坏死的产生是茶树抵御炭疽菌侵染的重要方式。

团队前期研究发现,炭疽菌Colletotrichum fructicola是我国茶树炭疽病主要优势种之一(Scientific Reports, 2016, 6:35287)。利用遗传背景相近的龙井43(易感病)和中茶108(强抗病)品种作为供试材料,分别对接种炭疽菌后24小时和72 小时的叶片组织进行转录组测序分析,发现抗病品种差异表达基因显著富集在过敏性坏死(HR)和活性氧代谢通路,而感病品种中的相应同源基因并未富集此通路;通过组织化学染色技术,发现抗病品种在接种 24 小时出现 HR 反应并伴有细胞壁加厚,而感病品种仅出现叶肉细胞坏死;两个品种叶片均出现不同程度的H2O2 积累,但抗病品种比感病品种提前 24 小时响应,并且抗病品种叶片的反应程度比感病品种剧烈,进一步验证了转录组实验结果。这说明过敏性坏死和活性氧代谢是茶树抵御炭疽菌侵染的重要手段。另外,通过蛋白互作网络分析,发现抗性品种特异性差异表达基因可相互作用,其中抗病基因激活MAPK级联反应并调控下游包括次级代谢物合成在内的多种抗性反应。

以上研究结果已在线发表在《园艺学研究》(Horticulture Research)上。该项研究得到了国家茶产业技术体系和中国农科院科技创新工程支持。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41438-018-0025-2

图 1 炭疽菌接种 ZC108 和 LJ43 后,茶树叶片 HR 和 H2O2 的响应
A. 接种后茶树不同抗病品种上调差异表达基因 GO (Gene Ontology) 富集分析 (p < 0.05);B. 接种后茶树不同抗性品种叶片 HR 反应;C. 接种后茶树不同抗性品种叶片 H2O2 积累。

图2 茶树抵御炭疽菌侵染的可能机制