安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)韋朝領(lǐng)團(tuán)隊在揭示茶樹對輪斑病防御的動態(tài)分子機(jī)制領(lǐng)域取得新進(jìn)展

茶輪斑病由擬盤多毛孢屬真菌(Pestalotiopsis-like)引起，在我國茶區(qū)廣泛發(fā)生，且是造成嚴(yán)重?fù)p失的主要葉部病害之一。病癥剛開始出現(xiàn)在葉片的邊緣，初期病斑為淺褐色，圓形或者不規(guī)則形狀的斑點，在嚴(yán)重的情況下，會變成有著深棕色邊緣的壞死病斑，最終，導(dǎo)致葉片從茶樹上脫落。不僅降低了茶葉的產(chǎn)量，對品質(zhì)也有著嚴(yán)重的影響，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，從分子生物學(xué)角度探索茶樹對輪斑病侵染誘導(dǎo)的防御機(jī)制，將為茶樹病害防治和抗病新品種的選育提供理論依據(jù)。

近日，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹生物學(xué)與資源利用國家重點實驗室韋朝領(lǐng)團(tuán)隊通過多組學(xué)測序鑒定到一系列參與茶樹免疫反應(yīng)的差異表達(dá)基因，系統(tǒng)的闡述了茶樹對輪斑病防御的動態(tài)分子機(jī)制。對輪斑病病原菌侵染后第1、4、7、10和13 d的茶樹葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組、small RNA和降解組測序，鑒定到2 116個差異基因和95個差異miRNA；進(jìn)一步分析研究發(fā)現(xiàn)，茶樹對輪斑病的防御機(jī)制是復(fù)雜的且是多層面的。首先是通過對病原菌的識別誘導(dǎo)PR的表達(dá)，激活了PTI反應(yīng)，進(jìn)而誘導(dǎo)次級代謝產(chǎn)物以及細(xì)胞壁形態(tài)的變化。在茶樹與病原菌的博弈之中，茶樹的免疫反應(yīng)隨著侵染時間的延長逐漸變?nèi)?，為了更有效的抵御病原菌，在?3天時茶樹通過特異性的招募R基因啟動了第二道免疫反應(yīng)ETI。在此動態(tài)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，PR作為基礎(chǔ)性防御基因貫穿于整個防御反應(yīng)，類黃酮類（尤其是非酯型兒茶素）在茶樹受到病原菌侵染的第4天起著最主要的防御作用，另外，細(xì)胞壁的厚度在受到病原菌侵染的第1天時顯著降低，隨后，細(xì)胞壁會產(chǎn)生胼胝體等使細(xì)胞壁逐漸變厚。通過WGCNA鑒定到兩組關(guān)鍵基因?qū)iR530b-ERF96和miRn211-TLP參與茶樹免疫反應(yīng)，并通過在煙草中瞬時轉(zhuǎn)化、反義寡核苷酸抑制基因表達(dá)以及一些生理指標(biāo)的測定等對其功能進(jìn)行了驗證。

相關(guān)成果研究論文“Multi-omics analysis to visualize the dynamic roles of defense genes in the response of tea plants to gray blight”（doi.org/10.1111/tpj.15203）發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《The Plant Journal》。