近日，我校園藝學(xué)院渠慎春教授團(tuán)隊(duì)在The Plant Journal期刊上發(fā)表了題為“miR827 increases susceptibility to Alternaria alternata by shearing the mRNAs of low-affinity phosphate transporters PHT5-2 and PHT5-3 in apple”的研究論文。該研究報(bào)道了miR827-PHT5-2/3 模塊通過(guò)調(diào)節(jié)植株磷穩(wěn)態(tài)調(diào)控蘋(píng)果種質(zhì)的斑點(diǎn)落葉病抗性。

鏈格孢菌蘋(píng)果?；停?/span>Alternaria alternata f. sp. mali）侵染引起的斑點(diǎn)落葉病是一種全球性蘋(píng)果真菌病害，主要危害幼葉，導(dǎo)致葉片早期脫落，從而削弱樹(shù)勢(shì)，嚴(yán)重影響蘋(píng)果的產(chǎn)量和品質(zhì)。植物microRNA（miRNA）通過(guò)靶向調(diào)控抗性相關(guān)基因，在果樹(shù)抵御真菌侵染的過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色。

該研究發(fā)現(xiàn)，抗性野生種質(zhì)湖北海棠miR827響應(yīng)鏈格孢菌侵染下調(diào)表達(dá)。構(gòu)建miR827過(guò)表達(dá)/抑制的轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果株系，抗性評(píng)價(jià)結(jié)果表明，miR827是斑點(diǎn)落葉病抗性的負(fù)調(diào)控因子。利用5' RLM-RACE和煙草共轉(zhuǎn)化試驗(yàn)證實(shí)，miR827特異性靶向蘋(píng)果PHT5-2和PHT5-3基因，通過(guò)mRNA剪切的方式調(diào)控其表達(dá)。明確PHT5-2/3受鏈格孢菌侵染誘導(dǎo)，過(guò)表達(dá)PHT5-2或PHT5-3的轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果株系表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗侵染能力。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PHT5-2和PHT5-3基因編碼低親和性磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，過(guò)表達(dá)PHT5-2/3提高蘋(píng)果磷含量，增強(qiáng)植株生長(zhǎng)勢(shì)；與之相對(duì)應(yīng)，miR827過(guò)表達(dá)株系磷含量降低，生長(zhǎng)減弱。研究還發(fā)現(xiàn)，磷濃度與蘋(píng)果的斑點(diǎn)落葉病抗性正相關(guān)；高供磷水平和PHT5-2/3過(guò)表達(dá)都會(huì)引起葉片細(xì)胞壁胼胝質(zhì)增加積累，而低磷條件或過(guò)表達(dá)miR827則顯著抑制侵染誘導(dǎo)的胼胝質(zhì)沉積。

本研究揭示了miR827-PHT5-2/3模塊介導(dǎo)磷穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)細(xì)胞壁胼胝質(zhì)沉積參與蘋(píng)果斑點(diǎn)落葉病抗性調(diào)控的分子機(jī)制，為進(jìn)一步探索蘋(píng)果磷穩(wěn)態(tài)與抗真菌免疫的整合調(diào)控奠定了基礎(chǔ)，為開(kāi)發(fā)基于磷營(yíng)養(yǎng)管理的斑點(diǎn)落葉病生態(tài)防控策略和蘋(píng)果品種的抗病性改良提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院博士生曹麗芳為該論文的第一作者，渠慎春教授和青年教師余心怡為論文通訊作者；碩士生劉壹婷，博士生蘭黎明、胡凱旭，已畢業(yè)博士生周停停，王三紅教授，以及貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)科學(xué)研究所羅昌國(guó)研究員，均參與了此項(xiàng)研究。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（32202453）和江蘇省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（BK20210391）的支持。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.70222