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科學家揭示高抗馬尾松的抗病機理
[所屬分類:行業動態] [發布時間:2021-11-22] [發布人:網站管理員2] [閱讀次數:] [返回]
科(ke)學家揭(jie)示高(gao)抗馬尾松(song)的抗病機理
作(zuo)者：李晨(chen) 楊瑩瑩 來(lai)源(yuan)：中(zhong)國科學報
山東拓(tuo)普生物工程(cheng)有限(xian)公司(si) //ljxinglong.com
近(jin)日，《樹木(mu)生理學》（Tree Physiology）在線發表了中國林業科學研(yan)究院亞熱帶林業研(yan)究所周志(zhi)春研(yan)究團隊最新成果(guo)。他們(men)首(shou)次(ci)克隆并鑒定了高抗馬(ma)尾松中的(de)牻牛兒基焦磷酸合酶基因(yin)（PmGPPS1），解析PmGPPS1在高抗馬(ma)尾松抵御松材線蟲病進程(cheng)中的(de)調控作(zuo)用。
周(zhou)志春介紹，松材線(xian)蟲(chong)病(bing)，又稱松樹萎蔫病(bing)，是(shi)由松材線(xian)蟲(chong)引起的(de)具(ju)有毀滅性的(de)森林病(bing)害(hai)，屬于我(wo)國重大外(wai)來入侵(qin)(qin)種，而馬尾松是(shi)松材線(xian)蟲(chong)病(bing)的(de)主(zhu)要侵(qin)(qin)染對象之一(yi)。松材線(xian)蟲(chong)病(bing)具(ju)有致死(si)性強、傳播速度(du)快等特點，一(yi)旦發(fa)生，治理難度(du)極大，專(zhuan)家們(men)常(chang)說這就是(shi)“松樹的(de)癌癥(zheng)”，其嚴(yan)重威脅馬尾松林資源培育及其產業(ye)的(de)可持續發(fa)展。
通過研究發現，馬(ma)尾松(song)群體中存在抗(kang)(kang)松(song)材線蟲(chong)病的(de)(de)基因型(xing)，當松(song)材線蟲(chong)入侵時，高抗(kang)(kang)馬(ma)尾松(song)會分泌(mi)豐富的(de)(de)松(song)脂萜類(lei)化(hua)合物形成防(fang)御陣線以求生存，但具體哪些萜類(lei)物質起到抗(kang)(kang)病作用，目前尚不(bu)完(wan)全(quan)明確。
該團(tuan)隊研究發現，牻牛兒(er)基(ji)焦磷酸合酶基(ji)因定位(wei)于質體，其表達(da)量在高(gao)抗馬尾(wei)松中顯(xian)(xian)著高(gao)于易(yi)感馬尾(wei)松，且在莖部組織顯(xian)(xian)著高(gao)表達(da)，特別(bie)是在木質部樹(shu)脂道上皮細胞(bao)中表達(da)信號(hao)最強。牻牛兒(er)基(ji)焦磷酸合酶基(ji)因過(guo)表達(da)可顯(xian)(xian)著提高(gao)檸檬(meng)烯(xi)等單萜含(han)量。
同時，檸檬烯對(dui)體(ti)外培養的松材線蟲活性具有明顯抑制作(zuo)用，表明牻牛兒基(ji)焦磷(lin)酸合(he)酶基(ji)因促進萜(tie)類生(sheng)物積累(lei)為松脂參(can)與松材線蟲脅(xie)迫提供(gong)合(he)成前體(ti)，在高抗(kang)馬尾松防御(yu)松材線蟲過程中發揮正調控作(zuo)用。
該團隊(dui)還發現，牻牛(niu)兒(er)基(ji)(ji)焦(jiao)磷酸合酶基(ji)(ji)因可通過反饋調節機制激活甲(jia)羥戊酸途徑（MVA）和甲(jia)基(ji)(ji)-D-赤蘚(xian)醇-4-磷酸途徑（MEP）的代謝通量(liang)，顯著提高MVA和MEP通路關鍵基(ji)(ji)因表(biao)達及其赤霉素(su)（GAs）生物合成，促進植物的生長和發育。
該研究結果為(wei)松材線蟲病(bing)的(de)綠色防控提供了新思(si)路，也(ye)為(wei)促進植物葉片生長提供新途徑。
劉(liu)彬博士為(wei)第一作者，劉(liu)青(qing)華副(fu)研究員為(wei)通(tong)訊作者。研究得到國家自然(ran)科(ke)學(xue)基金(jin)和浙(zhe)江(jiang)省科(ke)技計劃項(xiang)目(mu)等項(xiang)目(mu)的資(zi)助。
相關論文信息：//doi.org/10.1093/treephys/tpab103
作(zuo)者：李晨(chen) 楊瑩瑩 來(lai)源(yuan)：中(zhong)國科學報
山東拓(tuo)普生物工程(cheng)有限(xian)公司(si) //ljxinglong.com
近(jin)日，《樹木(mu)生理學》（Tree Physiology）在線發表了中國林業科學研(yan)究院亞熱帶林業研(yan)究所周志(zhi)春研(yan)究團隊最新成果(guo)。他們(men)首(shou)次(ci)克隆并鑒定了高抗馬(ma)尾松中的(de)牻牛兒基焦磷酸合酶基因(yin)（PmGPPS1），解析PmGPPS1在高抗馬(ma)尾松抵御松材線蟲病進程(cheng)中的(de)調控作(zuo)用。
周(zhou)志春介紹，松材線(xian)蟲(chong)病(bing)，又稱松樹萎蔫病(bing)，是(shi)由松材線(xian)蟲(chong)引起的(de)具(ju)有毀滅性的(de)森林病(bing)害(hai)，屬于我(wo)國重大外(wai)來入侵(qin)(qin)種，而馬尾松是(shi)松材線(xian)蟲(chong)病(bing)的(de)主(zhu)要侵(qin)(qin)染對象之一(yi)。松材線(xian)蟲(chong)病(bing)具(ju)有致死(si)性強、傳播速度(du)快等特點，一(yi)旦發(fa)生，治理難度(du)極大，專(zhuan)家們(men)常(chang)說這就是(shi)“松樹的(de)癌癥(zheng)”，其嚴(yan)重威脅馬尾松林資源培育及其產業(ye)的(de)可持續發(fa)展。
通過研究發現，馬(ma)尾松(song)群體中存在抗(kang)(kang)松(song)材線蟲(chong)病的(de)(de)基因型(xing)，當松(song)材線蟲(chong)入侵時，高抗(kang)(kang)馬(ma)尾松(song)會分泌(mi)豐富的(de)(de)松(song)脂萜類(lei)化(hua)合物形成防(fang)御陣線以求生存，但具體哪些萜類(lei)物質起到抗(kang)(kang)病作用，目前尚不(bu)完(wan)全(quan)明確。
該團(tuan)隊研究發現，牻牛兒(er)基(ji)焦磷酸合酶基(ji)因定位(wei)于質體，其表達(da)量在高(gao)抗馬尾(wei)松中顯(xian)(xian)著高(gao)于易(yi)感馬尾(wei)松，且在莖部組織顯(xian)(xian)著高(gao)表達(da)，特別(bie)是在木質部樹(shu)脂道上皮細胞(bao)中表達(da)信號(hao)最強。牻牛兒(er)基(ji)焦磷酸合酶基(ji)因過(guo)表達(da)可顯(xian)(xian)著提高(gao)檸檬(meng)烯(xi)等單萜含(han)量。
同時，檸檬烯對(dui)體(ti)外培養的松材線蟲活性具有明顯抑制作(zuo)用，表明牻牛兒基(ji)焦磷(lin)酸合(he)酶基(ji)因促進萜(tie)類生(sheng)物積累(lei)為松脂參(can)與松材線蟲脅(xie)迫提供(gong)合(he)成前體(ti)，在高抗(kang)馬尾松防御(yu)松材線蟲過程中發揮正調控作(zuo)用。
該團隊(dui)還發現，牻牛(niu)兒(er)基(ji)(ji)焦(jiao)磷酸合酶基(ji)(ji)因可通過反饋調節機制激活甲(jia)羥戊酸途徑（MVA）和甲(jia)基(ji)(ji)-D-赤蘚(xian)醇-4-磷酸途徑（MEP）的代謝通量(liang)，顯著提高MVA和MEP通路關鍵基(ji)(ji)因表(biao)達及其赤霉素(su)（GAs）生物合成，促進植物的生長和發育。
該研究結果為(wei)松材線蟲病(bing)的(de)綠色防控提供了新思(si)路，也(ye)為(wei)促進植物葉片生長提供新途徑。
劉(liu)彬博士為(wei)第一作者，劉(liu)青(qing)華副(fu)研究員為(wei)通(tong)訊作者。研究得到國家自然(ran)科(ke)學(xue)基金(jin)和浙(zhe)江(jiang)省科(ke)技計劃項(xiang)目(mu)等項(xiang)目(mu)的資(zi)助。
相關論文信息：//doi.org/10.1093/treephys/tpab103
