园艺学院葡萄种质资源与育种团队在抗白粉病机理研究中取得新进展

近日，我院葡萄种质资源与育种团队在《Horticulture Research》在线发表了题为“Overexpression of VqWRKY31 enhances powdery mildew resistance in grapevine by promoting salicylic acid signaling and specific metabolite synthesis”的研究论文。该研究首次明确了VqWRKY31抗白粉病功能，揭示了VqWRKY31转录因子的抗病分子机理，为葡萄抗病基因资源挖掘和分子育种提供理论依据。

葡萄白粉病是一种严重危害葡萄生产的活体营养型真菌病害。生产上主栽的欧亚种葡萄抗病性较差，从抗病中国野生葡萄中挖掘抗白粉病基因，探究其抗病作用机理，能够为创制抗病优良葡萄种质资源提供重要基础。

图1 VqWRKY31提升葡萄对白粉病抗性的作用模型

VqWRKY31来自于高抗白粉病的中国野生毛葡萄“商-24”，是典型的WRKYIIb亚家族转录因子，其表达受到白粉病的显著诱导。对过表达VqWRKY31的转基因葡萄接种白粉病后，转基因葡萄叶片上的菌丝长度和孢子密度均远低于野生型。接种白粉病48小时内，转基因葡萄叶片已经表现出明显的过敏反应，表明VqWRKY31的过表达赋予了“无核白”葡萄对白粉病的高抗性。在抗白粉病毛葡萄“商-24”中瞬时沉默VqWRKY31，降低了“商-24”对白粉病抗性。进一步研究发现，VqWRKY31的过表达提升了转基因葡萄在接病前后的水杨酸含量和活性氧水平，促进了水杨酸抗病途径上重要基因的表达。通过转录组和代谢组联合分析，VqWRKY31过表达不仅提升了植物抗病相关基因的表达，更促进了抗病相关代谢物合成途径上重要基因的表达，以及相关代谢物（如芪类化合物和部分抗病类黄酮物质）的积累，进一步通过酵母单杂交和双荧光素酶报告基因系统验证了VqWRKY31可以通过结合芪合成酶VqSTS9和VqSTS48启动子的W-Box元件来促进芪合成酶的表达，进而提升下游抗病物质的积累。

博士研究生印武晨和葡萄酒学院青年教师王现行为论文共同第一作者，王西平教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和葡萄种质资源与育种应用创新团队项目资助。

文章链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhab064

编辑：张晴

终审：徐海