中國農科院茶葉所在茶樹抗炭疽病研究中取得新進展

2018年4月1日，Horticulture Research在線發表了中國農業科學院茶葉研究所楊亞軍研究員與王新超研究員為通訊作者的題為「Transcriptional analysis and histochemistry reveal that hypersensitive cell death and H2O2have crucial roles in the resistance of tea plant (Camelliasinensis(L.) O. Kuntze) to anthracnose」的研究論文。

炭疽病對我國茶葉生產造成嚴重損失。雖然在其他植物中已報道參與炭疽病抗性的基因及生物過程，但茶樹對炭疽病的分子響應尚不清楚。該研究以茶樹易感品種龍井43和抗病品種中茶108為材料，對接種炭疽菌後兩個品種葉片的轉錄組變化進行了比較分析。結果發現，抗病和易感品種與其相應的對照（0 h）之間分別有9015個和8624個基因存在表達差異。兩個品種的差異表達基因（DEG）均富集到215條通路中，包括對糖代謝、植物激素、活性氧（ROS）、生物刺激與信號轉導、跨膜轉運蛋白活性、蛋白酶活性以及信號受體活性的響應，但中茶108DEG的表達水平高於龍井43。此外，功能富集分析結果表明，H2O2代謝、細胞死亡、次生代謝以及碳水化合物代謝參與中茶108的防禦反應，共鑒定出88個關鍵基因。蛋白質相互作用（PPI）網路表明，推測的促分裂素原活化蛋白激酶（MAPK）級聯被抗性（R）基因激活並介導下游的防禦反應。此外，組織化學分析證實，中茶108菌絲侵染部位周圍出現強烈的超敏反應（HR）和H2O2積累。

總結而言，該研究結果表明，HR和H2O2積累是茶樹炭疽病防禦反應的關鍵機制，可能由R基因通過MAPK級聯激活。

Fig. 1Altered disease resistance of resistant (ZC108) and susceptible (LJ43) tea plant leaves to anthracnose.

Fig. 7Hypothetical model forCa.sinensisdefence against anthracnose based on the results of our study.

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