加工所率先揭示棉花黄萎病病原引起寄主落叶分子机制

近日，中国农业科学院农产品加工研究所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。相关研究成果在线发表在《新植物科学家（New Phytologist）》上。

上世纪60年代至今，引起棉花叶片脱落的落叶型大丽轮枝菌菌系曾因致病力强、适应性广而迅速蔓延到世界各国，对农作物生产造成重大影响。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。

该团队应用高通量测序技术解析了来自中国棉花的大丽轮枝菌基因组，通过与来自美国莴苣和荷兰番茄上大丽轮枝菌基因组比较，发现中国菌株相对于美国和荷兰的多出一个基因组片段，该片段系从与其长期混生的棉花枯萎病菌中“掠取”（基因水平转移），从而获得了对棉花的超强侵染能力。进一步研究发现，该菌获得这个基因组片段后，编码的功能基因直接参与了引起落叶化合物（N-酰基乙醇胺）的合成和转运。这种化合物一方面干扰棉花体内的磷脂代谢通路，使棉花对一种叫作“脱落酸”的植物内生激素更加敏感；另一方面扮演着与脱落酸相似的作用，使棉花的内源激素系统紊乱，脱落酸不正常的大量合成，最终导致棉花叶片脱落。

该研究阐明了此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。（通讯员 杜柯）

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