园艺学院在柑橘黄龙病耐病性机制研究取得新进展

2021-09-15 10:57:59作者:许诺 邓红红 审稿:袁志香 来源:园艺学院 点击数:

  

近日,我校园艺学院柑橘团队在农林科学领域国际权威(Top)期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》在线发表了题为“Comparative leaf volatile profiles of two contrasting mandarin cultivars against Candidatus Liberibacter asiaticus infection illustrate Huanglongbing tolerance mechanisms”(基于两种柑橘响应Candidatus Liberibacter asiaticus侵染的叶片挥发物图谱差异而揭示黄龙病耐病性机制)的研究成果。通过对柑橘黄龙病耐病性机制的研究,未来选育抗黄龙病柑橘品种提供了新的参考。

柑橘黄龙病(Huanglongbing, HLB)是柑橘产业的头号杀手,在非洲、亚洲、北美洲和南美洲超过50个柑橘生产国发生并流行,严重威胁全球柑橘产业的健康发展。柑橘黄龙病的病原被认为是一种寄生于韧皮部筛管细胞的不可培养的革兰氏阴性细菌Candidatus Liberibacter asiaticus(CaLas)。迄今为止,尚无有效的方法和药剂能够彻底治愈被黄龙病感染的病树,也未发现黄龙病抗性品种。然而,柑橘宿主对CaLas感染的响应和症状发展在不同种类柑橘中不同,某些品种表现出显著的黄龙病耐病性,例如‘LB8-9’ Sugar Belle®宽皮柑橘即使暴露于高压的黄龙病环境中,虽然其树体在田间表现出了明显的叶片斑驳的黄龙病症状,但它仍然能够继续旺盛生长,并没有出现生长被抑制或者产量降低等现象,那么其黄龙病耐病性的可能机制是什么?

本研究综合比较了HLB耐病性品种Sugar Belle和HLB易感性品种Murcott,响应人工嫁接接种和柑橘木虱感染两种方式诱导的黄龙病的叶片挥发物代谢图谱的异同。研究发现,两种柑橘对人工接种和柑橘木虱感染两种方式诱导的黄龙病的响应不同,产生的诱导性挥发物组成和含量均不同。总挥发物含量的增加和从头合成新的挥发物是这两种柑橘响应黄龙病的两个关键反应。几种挥发物(DMNT、TMTT、MeSA、GLVs)被鉴定为可能与黄龙病和宿主柑橘耐受性相关的标志物。CaLas侵染造成宿主柑橘的萜类物质生物合成途径、绿叶挥发物和百里酚代谢途径都发生了显著改变。基于表型和挥发性有机物代谢图谱的响应,Sugar Belle宽皮柑橘可能具有允许同时防御和生长的机制,而有助于其黄龙病的耐受性。柑橘黄龙病仍继续在全球范围内蔓延,揭示黄龙病耐受性机制具有重要意义。

该成果以我校园艺学院柑橘团队邓红红博士为第一作者和通讯作者,美国佛罗里达大学Fred G. Gmitter Jr教授为共同通讯作者,四川农业大学为第一单位。


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