创新工程助推国际一流

近日，中国农业科学院农产品加工研究所戴小枫研究员领衔的加工有害生物创新团队在大丽轮枝菌寄主适应性进化研究方面取得重要进展，首次阐明了大丽轮枝菌引起寄主落叶性状的分子机制。相关研究成果于1月4日在线发表于国际著名植物学期刊《新植物科学家（New Phytologist）》上。

上世纪60年代，研究者在美国加利福尼亚州首次发现了引起寄主（棉花）叶片脱落的落叶型大丽轮枝菌菌系，因其具有致病力强、适应性广等特征而迅速蔓延到世界各国，对农作物生产造成了毁灭性破坏。我国上世纪80年代在棉花上首先发现落叶型菌系，该菌系的快速蔓延传播直接导致了上世纪90年代至本世纪初黄萎病大面积爆发，给棉花生产造成了重大损失。数十年来，科研人员一直致力于解析大丽轮枝菌引起寄主落叶性状的遗传机制，围绕落叶性状表型鉴定、致病力分化特征、分子检测方法、群体遗传结构等开展了一系列研究，累计发表论文超过100篇，以期为落叶型菌系的流行监测和预防控制提供理论依据与技术支撑，但一直未有突破。

该研究围绕我国各主产棉区进行了长期而系统的黄萎病病原收集，通过引起棉花落叶性状的精准表型鉴定，从1000余株大丽轮枝菌中筛选出落叶性状分析群体（59株落叶型、16株非落叶型）并开展了全基因组重测序分析；基于落叶型大丽轮枝菌参考基因组全基因组遗传变异与关联分析，鉴定出与落叶性状显著关联的1个片段插入遗传变异（109 kb），该片段在非落叶型菌系中完全缺失；通过基因敲除、回补、异源表达等遗传学实验证明，大丽轮枝菌落叶性状受该片段编码的次级代谢基因簇（共7个基因，VdDfs）控制，其参与了N-酰基乙醇胺（NAE12:0）的合成与转运；NAE12:0转运到寄主后，通过干扰体内磷脂代谢通路，显著增强了对脱落酸（ABA）的敏感性；同时NAE12:0也与脱落酸的功效作用类似，双重结果强化和导致了寄主内源激素紊乱，最终在大丽轮枝菌毒力功能的协同作用下引起了寄主叶片脱落。此研究是继该团队2017年在《新植物科学家（New Phytologist）》报道广谱寄生大丽轮枝菌通过水平转移获得专化性侵染能力的关键遗传变异（VdDfs）后发表的又一项重要研究结果，阐明了该遗传变异调控落叶性状的分子机制，同时依据鉴定的遗传变异开发了大丽轮枝菌分子流行学检测技术，相关技术获9件国家发明专利。

该研究以加工所为第一完成单位，张丹丹助理研究员为第一作者，戴小枫研究员和美国加州大学戴维斯分校克里希那•苏巴拉奥（Krishna Subbarao）教授为共同通讯作者。研究得到了中国农科院科技创新工程、重点研发计划、国家自然科学基金、公益性行业（农业）科研专项等项目资助。

原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/nph.15672