近日，園藝一區期刊Horticulture Research（IF=6.793/Q1）上線(xiàn)了（Advance Access）果樹(shù)所蘋(píng)果育種與栽培創(chuàng )新團隊聯(lián)合山東農業(yè)大學(xué)合作研究成果Quantitative proteomic sequencing of F1 hybrid populations reveals the function of sorbitol in apple resistance to Botryosphaeria dothidea（https://doi.org/10.1093/hr/uhac115）。該研究利用蛋白質(zhì)組學(xué)測序、轉基因等技術(shù)首次揭示了山梨醇調控蘋(píng)果抗輪紋病的重要功能，為蘋(píng)果抗性育種與栽培提供了新的實(shí)踐方向。

 

　　由Botryosphaeria dothidea引起的蘋(píng)果輪紋病（apple ring rot）是目前危害我國蘋(píng)果主產(chǎn)區最嚴重的病害之一，嚴重制約蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。目前關(guān)于蘋(píng)果抵御輪紋病的分子機制研究較少，限制了蘋(píng)果抗輪紋病育種的發(fā)展。

 

　　為探究蘋(píng)果抗輪紋病的分子機制，研究人員將‘金冠’和‘長(cháng)富2號'F1代雜交群體進(jìn)行定量蛋白質(zhì)組學(xué)測序。通過(guò)差異表達基因的聚類(lèi)分析和WGCNA分析表明，光合作用與蘋(píng)果對輪紋病的抗性密切相關(guān)。蘋(píng)果葉片葉綠素熒光強度隨著(zhù)F1代抗性的提高逐漸升高，可溶性糖含量逐漸降低。進(jìn)一步的研究表明，蘋(píng)果主要光合產(chǎn)物山梨醇在蘋(píng)果抗輪紋病中起重要作用。通過(guò)在愈傷組織中超表達山梨醇合成過(guò)程中的關(guān)鍵酶6-磷酸山梨醇脫氫酶（S6PDH1）基因來(lái)增加愈傷組織中山梨醇的含量，可顯著(zhù)提高愈傷組織對輪紋病的抗性，而沉默MdS6PDH1的愈傷組織則表現出相反的表型。此外，外源山梨醇處理可部分恢復沉默MdS6PDH1愈傷組織對輪紋病的抗性。

 

　　果樹(shù)所作為論文第一產(chǎn)權單位，所蘋(píng)果育種與栽培創(chuàng )新團隊何曉文博士為第一作者，李林光研究員為通訊作者。本研究得到國家現代蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、山東省自然科學(xué)基金、山東省農業(yè)良種工程、山東省農業(yè)重大應用技術(shù)創(chuàng )新項目和山東省農業(yè)科學(xué)院農業(yè)科技創(chuàng )新工程的聯(lián)合資助。

 

　　研究創(chuàng )新點(diǎn)：

 

　　1.光合作用與蘋(píng)果對輪紋病的抗性密切相關(guān)；

 

　　2.蘋(píng)果光合作用主要產(chǎn)物山梨醇正調控蘋(píng)果對輪紋病的防御反應；

 

　　3.山梨醇合成過(guò)程中的關(guān)鍵酶6-磷酸山梨醇脫氫酶（S6PDH1）基因在蘋(píng)果對輪紋病抗性中起重要作用。