近日,中国农业科学院生物技术研究所农业微生物与作物互作创新团队联合国家南繁研究院、河北农业大学,揭示了GhCOR27-GhASIL1-GhERF114模块调控棉花抗黄萎病分子机制,为棉花抗病分子育种提供了新靶标基因与种质资源。相关研究成果发表在国际学术期刊《植物生理学(Plant Physiology)》。
棉花黄萎病作为一种毁灭性的病害,被称为“棉花癌症”。近年来该病害在我国棉区呈现扩散和加重的趋势,然而棉花抗病分子机制尚未清晰,且高抗黄萎病品种缺乏,严重制约着棉花产业的稳定性和可持续性发展。生物育种凭借其能快速、精准、高效改良作物抗病性的优势,已成为快速培育高抗黄萎病棉花品种重大战略选择和有效手段。
该研究发现,在正常生长条件下,棉花负调控因子GhASIL1结合GhERF114启动子区域的GT-box顺式作用元件,抑制该基因的转录。当棉花遭受病原菌侵染时,抗病基因GhCOR27被快速诱导表达,从而解除GhASIL1对GhERF114的转录抑制作用,上调木质素合成相关基因GhHCT1表达,进而促进木质素积累,赋予棉花更强的病原菌抗性。研究阐明了GhCOR27介导GhASIL1-GhERF114模块调控棉花木质素积累和黄萎病抗性的分子机制,进一步丰富了“病原感知-级联解抑-木质素强化”的分子通路,为棉花生物育种新靶标的挖掘和分子调控机制研究提供了重要的理论依据和种质资源。

图注:棉花GhCOR27-GhASIL1-GhERF114模块防御黄萎病分子机制
河北农业大学生命科学学院翁慧婷博士、生物所郭文芳副研究员为论文共同第一作者,通讯作者为生物所程红梅研究员、苏晓峰研究员、河北农业大学生命科学学院李君教授。生物所郭惠明研究员和河农大张超副教授为该研究提供了悉心指导。该研究得到了国家生物育种科技重大专项、国家自然科学基金以及中国农业科学院科技创新工程项目的资助。
论文链接如下:https://doi.org/10.1093/plphys/kiag364

