【科研新进展】（29）苹果逆境生物学团队揭示自噬提高苹果抗褐斑病的功能及其调控机制
近日，中科院农林科学一区和TOP期刊Horticulture Research杂志在线发表了我校园艺学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室和陕西省苹果重点实验室苹果逆境生物学团队题为“Overexpression of MdATG18a in apple improves resistance to Diplocarpon mali infection by enhancing antioxidant activity and salicylic acid levels”的研究论文。孙逊博士为该论文第一作者，马锋旺教授为通讯作者。
苹果褐斑病是由Diplocarpon mali引起的，可严重危害苹果叶片，造成早落叶和早落果，是苹果生产中最严重的病害之一。自噬可在细胞遭遇逆境时，将受损伤的蛋白质或细胞器包裹进自噬体内，运送至液泡或溶酶体中降解，降解产物又重新为细胞所利用。自噬在植物遭遇营养胁迫、干旱、盐和高温等非生物逆境中发挥作用。近年的研究也发现自噬可被病原体诱导，通过降解ROS，维持ROS在基础水平以保证细胞存活。水杨酸(SA)在植物抵抗病原菌侵染中也起到了积极的作用。但是SA、自噬、ROS清除系统和植物免疫系统这四者的关系尚不清楚。该研究发现苹果自噬相关基因MdATG18a的表达受苹果褐斑病菌(D. mali)侵染诱导。过表达MdATG18a增强了苹果植株对D. mali的抗性。与野生型相比，接种D.mali后转基因苹果叶片中H2O2积累较少，SA含量提高。几丁质酶基因、β-1,3-葡聚糖酶基因和响应SA信号的相关基因在转基因苹果中的表达均高于野生型。接种D.mali同样提高了核心自噬基因的转录水平，转基因植株中核心自噬基因表达量均显著高于野生型。该研究揭示了过表达MdATG18a可通过激活H2O2清除系统活性和SA的合成，提高下游的抗病相关基因的表达和活性，从而增强了苹果植株对褐斑病菌的抗性。
该研究得到国家自然科学基金重点项目和国家苹果产业技术体系的资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41438-018-0059-5.pdf
张晴 终审：郭建东
