中国林科院热林所在解析夹竹桃丛枝病发病机理方面取得新进展

夹竹桃（Nerium indicumMill.）为常绿直立大灌木。其花大艳丽,花期可达半年，常用于公园、风景区、道路旁或河湖旁美化绿化。因其具有耐污染、抗辐射、环境修复能力强等特点，冠有“绿色吸尘器”、“环保卫士”之称。夹竹桃丛枝病是夹竹桃主要病害。发病初期，主梢生长停滞，腋芽或侧枝大量萌发，继而节间缩短、变粗，在肿大的枝条基部抽出大量粗而短的丛生枝条，形成典型的丛枝状，严重影响景观效果。
近日，热林所森林保护研究团队基于宏基因组测序、转录组测序和代谢组分析等技术对引起夹竹桃丛枝的病原进行了分析。结果表明，夹竹桃丛枝病并非是由植原体引起的病害，在丛枝部位Cophinforma mamane是丰富度最高的微生物，可能是夹竹桃丛枝病的致病菌；丛枝韧皮部(NOWP)与健康韧皮部(NOHP)、丛枝茎(NOWS)与健康茎(NOHS)分别存在19,031个和13,284个差异表达基因(DEGs)。这些差异表达基因在MAPK信号通路(植物)、植物-病原体相互作用、植物-激素信号转导、苯丙素和类黄酮合成、亚油酸和α-亚油酸等代谢通路中富集，特别是夹竹桃激活了植物激素信号、MAPK信号级联反应、防御相关蛋白以及苯丙素和黄酮类化合物的生物合成来应对病原菌的侵染。代谢组分析鉴定出586个代谢物，其中NOHP与NOWP、NOHS和NOWS分别积累了386和324个差异代谢物，检测到与植物激素信号转导、亚油酸代谢、苯丙素和类黄酮合成、烟酸和烟酰胺代谢、柠檬酸循环相关的代谢产物的差异积累，表明这些途径在抵抗病原感染的防御反应中发挥作用。该研究结果阐明了夹竹桃应对病原菌入侵后的响应机制，为后续进一步采用分子编辑等手段提高植物的抗病性奠定了基础。
上述研究成果以Combined transcriptome and metabolome analysis ofNerium indicumL. elaborates the key pathways that are activated in response to witches’ broom disease为题发表在BMC Plant Biology上。论文第一作者为王圣洁助理研究员，通讯作者为马海宾副研究员。该工作得到了中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金的资助。（王圣洁/热林所）
原文链接https://doi.org/10.1186/s12870-022-03672-z
王圣洁 中国林科院热林所 2022-06-23

关键词 夹竹桃  丛枝病  发病机理  图片