近日，西北農林科技大學葡萄種質資源與育種團隊在《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轉錄因子的抗病分子機理，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重危害葡萄生產的活體營養(yǎng)型真菌病害。生產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，探究其抗病作用機理，能夠為創(chuàng)制抗病優(yōu)良葡萄種質資源提供重要基礎。

 

　　VqWRKY31來自于高抗白粉病的中國野生毛葡萄“商-24”，是典型的WRKYIIb亞家族轉錄因子，其表達受到白粉病的顯著誘導。對過表達VqWRKY31的轉基因葡萄接種白粉病后，轉基因葡萄葉片上的菌絲長度和孢子密度均遠低于野生型。接種白粉病48小時內，轉基因葡萄葉片已經表現(xiàn)出明顯的過敏反應，表明VqWRKY31的過表達賦予了“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。進一步研究發(fā)現(xiàn)，VqWRKY31的過表達提升了轉基因葡萄在接病前后的水楊酸含量和活性氧水平，促進了水楊酸抗病途徑上重要基因的表達。通過轉錄組和代謝組聯(lián)合分析，VqWRKY31過表達不僅提升了植物抗病相關基因的表達，更促進了抗病相關代謝物合成途徑上重要基因的表達，以及相關代謝物（如芪類化合物和部分抗病類黃酮物質）的積累，進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可以通過結合芪合成酶VqSTS9和VqSTS48啟動子的W-Box元件來促進芪合成酶的表達，進而提升下游抗病物質的積累。

 

　　博士研究生印武晨和葡萄酒學院青年教師王現(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基金和葡萄種質資源與育種應用創(chuàng)新團隊項目資助。

 

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