西北农林科技大学：过表达生长素/吲哚-3-乙酸基因MdIAA24提高苹果抗炭疽叶枯病能力

近日，Horticultural Plant Journal在线发表了西北农林科技大学果树逆境生物学团队题为“Overexpression of auxin/indole-3-acetic acid gene MdIAA24enhances Glomerellaleaf spot resistance in apple (Malus domestica)/过表达生长素/吲哚-3-乙酸基因MdIAA24提高苹果抗炭疽叶枯病能力”的研究论文。

苹果炭疽叶枯病（GLS）是由苹果炭疽菌（Colletotrichum fruticola, Cf）引起的苹果主要病害，该病菌不仅侵染苹果叶片，而且对多个品种的果实也有危害，GLS的大范围爆发和流行对我国苹果产业健康可持续发展造成了重大威胁。

(资料图)

生长素是一种重要的植物内源激素，在植物生长发育的各个阶段都发挥着重要作用。许多研究指出生长素在植物抵御生物胁迫过程中发挥重要的作用，然而关于生长素响应相关基因在苹果抵御GLS的研究较少。因此，研究生长素响应基因在苹果抵御Cf过程中的功能，进一步解析其作用机制，将为培育苹果抗病新种质提供重要的理论基础。

利用‘嘎啦-3’作为野生型获得生长素/吲哚-3-乙酸基因MdIAA24过表达苹果植株，探究过表达MdIAA24对苹果响应GLS能力的影响，以期研究生长素信号的改变对苹果GLS抗性的影响。

经Cf侵染后，过表达MdIAA24植株抗氧化酶及活性物质增加，叶片中活性氧积累减少；另外，MdIAA24的过表达增强了Cf侵染叶片中几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性；生长素（IAA）和茉莉酸（JA）含量较低，而水杨酸（SA）含量较高，这表明过表达MdIAA24能够调节IAA、JA和SA之间的平衡，提高苹果叶片活性氧清除能力和防御相关酶活性，以上因素共同促成了过表达MdIAA24增强苹果抵御GLS的能力。

Fig.1 Overexpression ofMdIAA24enhanced apple resistance toColletotrichum fructicola(Cf)

Fig.6 Variations of hormone concentrations in apple leaves afterColletotrichum fructicola(Cf) infection

Fig.7 Expression of hormone synthesis and SA-relatedPRgenes afterColletotrichum fructicola(Cf) infection

炭疽叶枯病对苹果产量和品质造成严重的影响，探究35S::MdIAA24苹果植株对Cf侵染的防御反应及其机制，将为防控GLS提供新的有效手段，并为进一步研究MdIAAs基因在苹果抗病性中的作用提供理论依据。

王倩和黄冬为该论文的第一作者，马锋旺和刘长海为该文的通信作者。屠文燕参与了本研究。

该研究获得国家重点研发计划项目（2018YFD1000307）；国家自然科学基金项目（32172529）；陕西省重大科技创新专项资金项目（2020zdzx03-01-01）；国家苹果产业技术体系专项资金（CARS-27）；中国博士后科学基金项目（2017M610657和2018T111108）的资助。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468014122001492

2020-2021年“HPJ文章合集”

期刊简介

HorticulturalPlantJournal是由中国园艺学会、中国农业科学院蔬菜花卉研究所、中国农业科学技术出版社有限公司主办的英文学术期刊。刊载关于园艺作物种质资源、遗传育种、栽培技术、生理生化、基因组学、生物技术、植物保护、采后处理与利用等原创性研究论文、研究简报及综述等。HPJ已被SCIE、Scopus、BA&BP、DOAJ、CABAbstracts、Food Science and Technology Abstract等国内外多个重要数据库收录，论文在SD网络出版平台实现全文开放获取和在线预出版。2021年最新影响因子4.240，园艺学科Q1区,植物学科Q1区。2022年中科院期刊分区（升级版）：在农林科学类位于1区，属于Top期刊；园艺学类位于1区，植物科学类位于2区。

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