近日，我校園藝學(xué)院渠慎春教授團隊在The Plant Journal期刊上發(fā)表了題為“miR827 increases susceptibility to Alternaria alternata by shearing the mRNAs of low-affinity phosphate transporters PHT5-2 and PHT5-3 in apple”的研究論文。該研究報道了miR827-PHT5-2/3 模塊通過調(diào)節(jié)植株磷穩(wěn)態(tài)調(diào)控蘋果種質(zhì)的斑點落葉病抗性。

鏈格孢菌蘋果專化型（Alternaria alternata f. sp. mali）侵染引起的斑點落葉病是一種全球性蘋果真菌病害，主要危害幼葉，導(dǎo)致葉片早期脫落，從而削弱樹勢，嚴(yán)重影響蘋果的產(chǎn)量和品質(zhì)。植物microRNA（miRNA）通過靶向調(diào)控抗性相關(guān)基因，在果樹抵御真菌侵染的過程中扮演著至關(guān)重要的角色。

該研究發(fā)現(xiàn)，抗性野生種質(zhì)湖北海棠miR827響應(yīng)鏈格孢菌侵染下調(diào)表達。構(gòu)建miR827過表達/抑制的轉(zhuǎn)基因蘋果株系，抗性評價結(jié)果表明，miR827是斑點落葉病抗性的負調(diào)控因子。利用5' RLM-RACE和煙草共轉(zhuǎn)化試驗證實，miR827特異性靶向蘋果PHT5-2和PHT5-3基因，通過mRNA剪切的方式調(diào)控其表達。明確PHT5-2/3受鏈格孢菌侵染誘導(dǎo)，過表達PHT5-2或PHT5-3的轉(zhuǎn)基因蘋果株系表現(xiàn)出更強的抗侵染能力。

進一步研究發(fā)現(xiàn)，PHT5-2和PHT5-3基因編碼低親和性磷轉(zhuǎn)運蛋白，過表達PHT5-2/3提高蘋果磷含量，增強植株生長勢；與之相對應(yīng)，miR827過表達株系磷含量降低，生長減弱。研究還發(fā)現(xiàn)，磷濃度與蘋果的斑點落葉病抗性正相關(guān)；高供磷水平和PHT5-2/3過表達都會引起葉片細胞壁胼胝質(zhì)增加積累，而低磷條件或過表達miR827則顯著抑制侵染誘導(dǎo)的胼胝質(zhì)沉積。

本研究揭示了miR827-PHT5-2/3模塊介導(dǎo)磷穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)細胞壁胼胝質(zhì)沉積參與蘋果斑點落葉病抗性調(diào)控的分子機制，為進一步探索蘋果磷穩(wěn)態(tài)與抗真菌免疫的整合調(diào)控奠定了基礎(chǔ)，為開發(fā)基于磷營養(yǎng)管理的斑點落葉病生態(tài)防控策略和蘋果品種的抗病性改良提供理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院博士生曹麗芳為該論文的第一作者，渠慎春教授和青年教師余心怡為論文通訊作者；碩士生劉壹婷，博士生蘭黎明、胡凱旭，已畢業(yè)博士生周停停，王三紅教授，以及貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹科學(xué)研究所羅昌國研究員，均參與了此項研究。該研究得到了國家自然科學(xué)基金青年項目（32202453）和江蘇省自然科學(xué)基金青年項目（BK20210391）的支持。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.70222