近日，中國農業科學院鄭州果樹研究所（以下簡稱鄭果所）蘋果育種課題組在《植物生理學》（Plant Physiology）在線發表了研究論文，系統的闡明了蘋果再植病（連作障礙）抗性的分子機制，首次通過穩定遺傳轉化的方法獲得蘋果再植病抗性種質資源。
尖孢鐮刀菌入侵蘋果樹根部。中國農科院鄭果所供圖
我國是世界最大的蘋果生產國，產量穩居世界第一，蘋果產業是我國農業經濟的重要組成部分，在產業結構調整、增加農民收入及出口創匯等方面發揮了重要作用。近年來，隨著我國蘋果產業在品種結構和栽培模式上的調整，30%以上的果園都面臨著樹齡老化、亟需淘汰更新的現狀。老齡果園原址重茬再建就成為不可避免的重要途徑。
老齡園地在果園重建時，蘋果再植病（連作障礙）普遍發生，發病的果園結果晚、品質差、產量低，嚴重制約了蘋果產業的可持續發展。長期以來，對蘋果再植病的防治依賴于成本較高且對人和環境健康存在極大危害的化學方法，而以砧木自身抗性為基礎、利用抗性基因進行防控的研究鮮有報道。
通過基因工程手段調控蘋果對再植病抗性。中國農科院鄭果所供圖
該團隊前期通過miRNA和降解組測序，篩選到了蘋果再植病抗/感基因型差異表達的mdm-miR397b-MdLAC7b模塊。過表達該模塊后，他們發現蘋果根組織中木質素的沉積以及茉莉酸含量發生改變，同時增強了對尖孢鐮刀菌（我國再植病主要致病真菌）的抗性。隨后他們鑒定到了一個ERF家族的轉錄因子MdERF61，它可以轉錄抑制mdm-miR397b的表達，介導再植病調控網絡。
該研究立足我國蘋果產業中對綠色環保蘋果病害防控的重大需求，解析蘋果根部防御反應及抗病調控的分子機制，不僅拓寬了在植物根系統抵御病原菌入侵方面的認識，也為蘋果再植病防控提供了經濟有效且綠色可持續的防控策略。
鄭果所副研究員周喆為論文的第一作者，研究員張恒濤和閻振立為論文共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院科技創新工程項目和中國農業科學院基本科研業務費項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae518
