在桃樹種植中,桃綠蚜(GPA)一直是令果農頭疼的難題。它不僅嚴重影響桃樹的生長和果實質量,還作為多種植物病毒和疾病的傳播媒介,給桃產業帶來巨大損失。然而,傳統的化學農藥防治方法不僅成本高,更對環境造成污染。因此,培育桃抗蚜新品種成為解決這一問題的重要途徑。
近日,山東農業大學園藝科學與工程學院彭福田教授研究團隊在國際著名學術期刊Current Biology在線發表了題為Haplotype-resolved genome assembly provides insights into the genetic basis of green peach aphid resistance in peach的重要研究成果。該研究成功破解了桃樹抗蚜蟲的基因密碼,全面系統地揭示了桃樹抵御蚜蟲的分子機制,為抗蚜分子育種奠定重要理論基礎,助力我國桃產業高質量發展。
研究團隊通過對GPA抗性桃樹品種‘棗油桃’進行單倍型解析的基因組組裝,成功鑒定了一個關鍵的抗性基因PpNLR1及其啟動子中的功能性20-bp插入變異。這一變異通過增強啟動子活性,導致PpNLR1基因在GPA侵染時特異性表達,從而賦予桃樹GPA抗性。
此外,研究還揭示了茉莉酸(JA)信號通路在GPA抗性中的重要作用。當GPA侵染桃樹時,JA信號被激活,進而誘導JA響應轉錄因子PpERF109結合到PpNLR1啟動子,激活其表達,增強桃樹的抗性反應。更有趣的是,研究團隊還鑒定了GPA唾液中的兩個效應蛋白MP54和MP22,它們能夠與PpNLR1相互作用,觸發植物的免疫反應,包括活性氧(ROS)爆發和細胞死亡,從而有效抵御GPA的侵害。
山東農業大學彭福田教授團隊在讀博士于海翔、山東農業大學郭健副教授為本文的共同第一作者。彭福田教授和郭健副教授為本論文的共同通訊作者。該研究得到了山東省農業良種工程、泰安市農業良種工程和國家現代農業產業技術體系的資助。
論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.04.059
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