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來(lái)源：中國(guó)林科院

中國(guó)林科院森環(huán)森保所植物病原與病害管理學(xué)科組團(tuán)隊(duì)近日在植物抗病機(jī)制領(lǐng)域取得重要突破，揭示了紅松在感染松材線蟲病的早期階段，通過(guò)激活萜類與黃酮類化合物的生物合成途徑，形成關(guān)鍵防御屏障。這一發(fā)現(xiàn)為松材線蟲病的早期診斷及抗病樹種選育提供了新方向。

松材線蟲病被稱為“松樹癌癥”，由松材線蟲通過(guò)媒介昆蟲傳播，可導(dǎo)致松樹水分運(yùn)輸系統(tǒng)阻塞并迅速死亡，對(duì)我國(guó)北方紅松林及生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)人工接種實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，紅松感染線蟲5天后出現(xiàn)針葉萎蔫癥狀，20天后死亡率超90%，而感染初期（5天內(nèi)）雖無(wú)癥狀，但分子層面已啟動(dòng)防御響應(yīng)。

通過(guò)轉(zhuǎn)錄組、代謝組和蛋白質(zhì)組聯(lián)合分析，研究結(jié)果表明，感染5天的紅松中，1574個(gè)基因顯著上調(diào)，包括17個(gè)萜類合成相關(guān)基因、41個(gè)苯丙素類及22個(gè)黃酮類合成基因。此外，36種代謝物豐度顯著增加，包括具殺線蟲活性的柚皮素和3-甲基-2-氧代戊酸，這兩種化合物可使線蟲死亡率分別提升21.14%和57.59%，并顯著抑制其運(yùn)動(dòng)能力。而且，絲氨酸/蘇氨酸激酶、果膠甲基化調(diào)節(jié)蛋白等抗逆相關(guān)蛋白在感染后特異性表達(dá)，可能參與細(xì)胞壁加固和信號(hào)傳導(dǎo)。

該研究首次系統(tǒng)解析紅松早期抵御松材線蟲的多維度防御網(wǎng)絡(luò)，證實(shí)萜類與黃酮類物質(zhì)是早期抗病的關(guān)鍵。這為早期分子診斷技術(shù)開發(fā)提供了靶點(diǎn)，未來(lái)可通過(guò)調(diào)控相關(guān)代謝通路，培育抗病樹種。該成果不僅為遏制松材線蟲病北擴(kuò)提供理論支撐，也為其他松屬植物的抗病機(jī)制研究提供了參考。