近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄種質(zhì)資源與育種團(tuán)隊在《Horticulture Research》在線發(fā)表了題為“Overexpression of VqWRKY31 enhances powdery mildew resistance in grapevine by promoting salicylic acid signaling and specific metabolite synthesis”的研究論文。該研究首次明確了VqWRKY31抗白粉病功能，揭示了VqWRKY31轉(zhuǎn)錄因子的抗病分子機(jī)理，為葡萄抗病基因資源挖掘和分子育種提供理論依據(jù)。

 

　　葡萄白粉病是一種嚴(yán)重危害葡萄生產(chǎn)的活體營養(yǎng)型真菌病害。生產(chǎn)上主栽的歐亞種葡萄抗病性較差，從抗病中國野生葡萄中挖掘抗白粉病基因，探究其抗病作用機(jī)理，能夠為創(chuàng)制抗病優(yōu)良葡萄種質(zhì)資源提供重要基礎(chǔ)。

 

　　VqWRKY31來自于高抗白粉病的中國野生毛葡萄“商-24”，是典型的WRKYIIb亞家族轉(zhuǎn)錄因子，其表達(dá)受到白粉病的顯著誘導(dǎo)。對過表達(dá)VqWRKY31的轉(zhuǎn)基因葡萄接種白粉病后，轉(zhuǎn)基因葡萄葉片上的菌絲長度和孢子密度均遠(yuǎn)低于野生型。接種白粉病48小時內(nèi)，轉(zhuǎn)基因葡萄葉片已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的過敏反應(yīng)，表明VqWRKY31的過表達(dá)賦予了“無核白”葡萄對白粉病的高抗性。在抗白粉病毛葡萄“商-24”中瞬時沉默VqWRKY31，降低了“商-24”對白粉病抗性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，VqWRKY31的過表達(dá)提升了轉(zhuǎn)基因葡萄在接病前后的水楊酸含量和活性氧水平，促進(jìn)了水楊酸抗病途徑上重要基因的表達(dá)。通過轉(zhuǎn)錄組和代謝組聯(lián)合分析，VqWRKY31過表達(dá)不僅提升了植物抗病相關(guān)基因的表達(dá)，更促進(jìn)了抗病相關(guān)代謝物合成途徑上重要基因的表達(dá)，以及相關(guān)代謝物（如芪類化合物和部分抗病類黃酮物質(zhì)）的積累，進(jìn)一步通過酵母單雜交和雙熒光素酶報告基因系統(tǒng)驗證了VqWRKY31可以通過結(jié)合芪合成酶VqSTS9和VqSTS48啟動子的W-Box元件來促進(jìn)芪合成酶的表達(dá)，進(jìn)而提升下游抗病物質(zhì)的積累。

 

　　博士研究生印武晨和葡萄酒學(xué)院青年教師王現(xiàn)行為論文共同第一作者，王西平教授為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和葡萄種質(zhì)資源與育種應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊項目資助。

 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1093/hr/uhab064