西北农林科技大学马锋旺团队揭示ERF114调控苹果根系抵御腐皮镰孢菌侵染的分子机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

苹果是世界主要水果之一，其营养丰富、酸甜可口，被世界消费者所喜爱。但由于优生区土地资源有限，品种更新换代，苹果连作障碍是苹果产区普遍发生的问题，严重制约苹果产业的可持续发展。腐皮镰孢菌是苹果重茬连作障碍的主要致病菌，严重损害苹果根系，抑制苹果植株正常生长。然而，关于苹果根系响应腐皮镰孢菌侵染的机制尚不清楚。

近日，西北农林科技大学苹果逆境生物学马锋旺教授团队在Plant Physiology在线发表了题为“MdERF114 enhances the resistance of apple roots to Fusarium solani by regulating the transcription of MdPRX63”的研究论文，揭示了MdERF114正向调控苹果根系抵御腐皮镰孢菌侵染的分子机制。

研究发现，MdERF114在苹果根系中受腐皮镰孢菌诱导高度表达。过表达MdERF114提高了苹果根系对腐皮镰孢菌的耐受性，而MdERF114干扰根系则表现出对腐皮镰孢菌敏感。通过DAP-seq、酵母单杂交、双荧光素酶和EMSA等技术发现MdERF114通过结合MdPRX63启动子并调控其转录促进苹果根系中木质素的沉积，从而提高对腐皮镰孢菌的抗性。研究还发现MdWRKY75受腐皮镰孢菌诱导上调，并结合MdERF114启动子的W-box元件调控MdERF114的表达，从而获得对腐皮镰孢菌的抗性。此外，MdMYB8通过与MdERF114相互作用，促进MdERF114与MdPRX63启动子的结合，参与了MdERF114介导的对腐皮镰孢菌的防御网络。

利用发根农杆菌介导的根系转基因技术获得具有防御机制的转基因根系为防治苹果连作障碍提供新的策略。该研究为苹果根系响应腐皮镰孢菌侵染的调控机制提供了新的见解，为培育抗性砧木和防治苹果重茬连作障碍奠定了理论基础。

图1 MdWRKY75-MdERF114-MdMYB8-MdPRX63调控苹果根系响应腐皮镰孢菌侵染的分子模型

西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室/园艺学院马锋旺教授和李超教授为本文通讯作者，博士研究生刘宇松为本文第一作者，研究生刘倩薇、李雪雯、张志军、艾树康和刘程共同参与了该工作研究。该研究得到国家自然科学基金和国家苹果产业技术体系基金的资助。研究还得到了西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室和园艺科学研究中心科研平台在实验技术上的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad057

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