亚林所研究团队揭示了马尾松R基因防御松材线虫的抗性机理

　　近日，中国林科院亚林所林木遗传育种与培育研究团队近日在《Plant, Cell & Environment》（植物、细胞与环境）期刊发表题为“PmHs1pro-1monitorsBsursaphelenchus xylophilusinfection and activates defensive response in resistantPinus massoniana（PmHs1pro-1监测松材线虫入侵并激活高抗马尾松防御反应）”的研究论文，该论文首次鉴定并深入解析了高抗马尾松关键R基因PmHs1pro-1响应松材线虫侵染的抗性机理，在R基因防御机制方面取得重要进展。
　　马尾松是我国南方主要速生丰产用材和高产脂原料林树种，但面临松材线虫病的严重危害，揭示马尾松抗性机理和选育高抗品种可从根本上解决影响马尾松产业发展的“卡脖子”问题。R基因在植物免疫应答过程中至关重要，然而R基因如何激活马尾松下游防御反应响应松材线虫侵染的分子机制尚未被破译。
　　针对马尾松抗松材线虫病作用机理复杂，关键调控作用途径尚不明确等问题，中国林科院亚林所林木遗传育种与培育研究团队自2012年开始着力于马尾松抗松材线虫病育种研究。
　　研究发现，高抗马尾松接种松材线虫第一天，PmHs1pro-1在茎中的表达量显著上调，并且在树脂道薄壁细胞中特异性高表达。同时，PmHs1pro-1过表达可激活马尾松ROS代谢相关酶及其关键基因SOD、POD、CAT的表达水平。更重要的是，PmHs1pro-1可感知松材线虫释放的效应因子BxSCD1，通过直接识别BxSCD1从而激活高抗马尾松ROS爆发抵御松材线虫侵染过程。研究结果揭示出PmHs1pro-1是马尾松抵御松材线虫攻击的关键正向调控因子，阐明了松树R基因直接识别松材线虫效应因子的分子框架，为抗性马尾松防御松材线虫的抗性机理解析提供新的见解，有助于推进马尾松抗性种质挖掘，提高选择精度和育种效率。
　　中国林科院亚林所博士解懿妮为第一作者，刘彬助理研究员为共同第一作者，刘青华研究员为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划（2022YFD2200200）、科技创新2030－重大项目（2022ZD04016）、浙江省农业新品种选育科技重大专项子课题（2021C02070-5-2）、江西省林业局林业科技创新专项（2021.No.13）等项目的资助。（刘彬）
中国林科院　2024-07-15

关键词 林木遗传育种  马尾松  抗性育种  松材线虫