山东省农业科学院果树所在园艺一区期刊Horticulture Research发文揭示山梨醇在苹果抗轮纹病中的作用机制

　　近日，园艺一区期刊Horticulture Research（IF=6.793/Q1）上线了（Advance Access）果树所苹果育种与栽培创新团队联合山东农业大学合作研究成果Quantitative proteomic sequencing of F1 hybrid populations reveals the function of sorbitol in apple resistance to Botryosphaeria dothidea（https://doi.org/10.1093/hr/uhac115）。该研究利用蛋白质组学测序、转基因等技术首次揭示了山梨醇调控苹果抗轮纹病的重要功能，为苹果抗性育种与栽培提供了新的实践方向。

 

　　由Botryosphaeria dothidea引起的苹果轮纹病（apple ring rot）是目前危害我国苹果主产区最严重的病害之一，严重制约苹果产业的健康发展。目前关于苹果抵御轮纹病的分子机制研究较少，限制了苹果抗轮纹病育种的发展。

 

　　为探究苹果抗轮纹病的分子机制，研究人员将‘金冠’和‘长富2号'F1代杂交群体进行定量蛋白质组学测序。通过差异表达基因的聚类分析和WGCNA分析表明，光合作用与苹果对轮纹病的抗性密切相关。苹果叶片叶绿素荧光强度随着F1代抗性的提高逐渐升高，可溶性糖含量逐渐降低。进一步的研究表明，苹果主要光合产物山梨醇在苹果抗轮纹病中起重要作用。通过在愈伤组织中超表达山梨醇合成过程中的关键酶6-磷酸山梨醇脱氢酶（S6PDH1）基因来增加愈伤组织中山梨醇的含量，可显著提高愈伤组织对轮纹病的抗性，而沉默MdS6PDH1的愈伤组织则表现出相反的表型。此外，外源山梨醇处理可部分恢复沉默MdS6PDH1愈伤组织对轮纹病的抗性。

 

　　果树所作为论文第一产权单位，所苹果育种与栽培创新团队何晓文博士为第一作者，李林光研究员为通讯作者。本研究得到国家现代苹果产业技术体系、山东省自然科学基金、山东省农业良种工程、山东省农业重大应用技术创新项目和山东省农业科学院农业科技创新工程的联合资助。

 

　　研究创新点：

 

　　1.光合作用与苹果对轮纹病的抗性密切相关；

 

　　2.苹果光合作用主要产物山梨醇正调控苹果对轮纹病的防御反应；

 

　　3.山梨醇合成过程中的关键酶6-磷酸山梨醇脱氢酶（S6PDH1）基因在苹果对轮纹病抗性中起重要作用。