由胡萝卜软腐果胶杆菌（Pectobacterium carotovorum）引起的软腐病是全球观赏作物的重要病害，每年造成经济损失超过10亿美元。作为高档球根花卉，马蹄莲（Zantedeschia elliottiana）极易感染该病害，严重影响其规模化种植和经济价值。目前主要依赖化学农药的防治方式不仅效果有限，还可能导致细菌产生抗药性，因此开展抗性分子育种及开发新型绿色防控策略迫在眉睫。
近日，北京市农林科学院草花所球根研究室马蹄莲团队在国际知名期刊The Plant Journal（中科院1区Top期刊）发表题为“Salicylic acid influences the resistance of colored calla lily to soft rot (Pectobacterium carotovorum) via the TGA2-LNC88940-miR528-SOD module”最新研究成果。该研究在观赏作物中阐明了介导的抗病机制，揭示了水杨酸（SA）通过TGA2-LNC88940-miR528-SOD分子模块调控马蹄莲的软腐病抗性。
图1 长链非编码RNA（LNC88940）功能描述
研究发现，长链非编码RNA（LNC88940）是抗病过程的关键调控因子。在病原菌侵染后，LNC88940表达显著上调。功能验证表明，过表达LNC88940能减少病斑面积，而沉默其表达则会加重病害。
图2 LNC88940是miR528的靶模拟物
进一步研究发现，LNC88940通过碱基互补配对精准结合miR528，阻断其对（SOD）转录本的切割。大量表达的SOD酶能有效清除病原菌诱导的活性氧（ROS），使膜脂过氧化标志物丙二醛（MDA）含量下降，显著减轻植物细胞损伤。
图3 LNC88940吸附miR528并影响SOD的表达水平
研究团队通过双荧光素酶报告系统等实验证实，LNC88940-miR528-SOD构成了一条完整的级联调控模块。当LNC88940的结合位点被突变（mLNC88940）后，其保护作用丧失。同时，miR528表达与LNC88940表达呈负相关，过表达miR528会抑制SOD表达并加剧病害，而沉默miR528则能增强抗氧化能力并抑制软腐菌的增殖。
图4 水杨酸响应基因TGA2促进LNC88940的表达
在上游调控机制方面，研究团队发现TGA2转录因子能直接激活LNC88940的表达。病原菌侵染会诱导SA水平升高，外源SA通过NPR1依赖途径激活TGA2-LNC88940的表达，同时抑制miR528的活性并上调SOD的表达。当TGA2被沉默时，SA介导的抗氧化系统激活效应会被阻断。
图5 水杨酸通过TGA2-LNC88940-miR528-SOD模块影响马蹄莲对软腐病的抗性
综上，文章提出了SA介导的TGA2-LNC88940-miR528-SOD分子调控模型，即SA通过TGA2激活LNC88940，后者吸附miR528解除对SOD表达的抑制，增强抗氧化能力并提升植株抗病性。本研究为利用遗传转化与基因编辑手段调控抗病相关基因，以及开发类水杨酸活性化合物以提升花卉抗病性，提供了新的育种策略。
北京市农林科学院草花所为第一署名单位，草花所王壹为论文第一作者，卫尊征副研究员和张秀海研究员为共同通讯作者。研究得到了北京市农林科学院科技创新能力建设专项——“花园城市场景建设需求导向的特色林果花草品种选育与应用”和“北京球根花卉产业技术研究院平台建设及科技能力提升”，以及国家自然基金（面上）等项目资助。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70392
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