苹果（Malus domestica）是蔷薇科最具代表性的经济作物之一。近年来，由于有效耕地面积急剧减少，苹果再植病问题日益严重，导致苹果生长发育迟缓和产量下降。以真菌和线虫为主的生物因素是引起再植病的主要原因，其中，腐皮镰孢菌（Fusarium solani）是引起我国苹果连作障碍的主要有害真菌。Gretchen Hagen3（GH3）是生长素原初响应因子之一，对生长素信号敏感并促进游离生长素（IAA）与氨基酸结合，调节植物体内IAA稳态，从而影响植物的抗病性。然而，GH3基因在苹果再植病中的生物学功能尚不清楚。
该研究通过用腐皮镰孢菌处理MdGH3-2/12 RNA干扰（RNA interference，RNAi）苹果植株，评估了MdGH3-2和MdGH3-12在腐皮镰孢菌防御反应中的作用。研究结果表明，在接种腐皮镰孢菌的情况下，干扰MdGH3-2/12会加剧ROS过度积累引起的膜脂过氧化。根系微观结构观察结果表明，在腐皮镰孢菌处理下，MdGH3-2/12-RNAi苹果根系损伤比野生型更严重，影响了根系对养分和水分的吸收，从而降低了光合作用，这归因于MdGH3-2/12-RNAi植株游离IAA与氨基酸的结合能力降低，导致游离IAA在根系中过度积累并改变了植物的根系结构。此外，在RNAi根系中水杨酸和茉莉酸的稳态也发生了变化，从而影响了与抗病途径相关基因的表达水平。该研究解析了生长素原初响应因子MdGH3-2/12在调节腐皮镰孢菌抗性中的作用，为苹果抵御再植病提供了新的思路。
该研究得到了国家现代农业产业技术体系建设项目（CARS-27）和陕西省重点科技专项（2020zdzx03-01-02）的资助。
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Qianwei Liu, Shuo Xu, Lu Jin, Xi Yu, Chao Yang, Xiaomin Liu, Zhijun Zhang, Yusong Liu, Chao Li, Fengwang Ma. 2024. Silencing of early auxin responsive genes MdGH3-2/12 reduces the resistance to Fusarium solani in apple. Journal of Integrative Agriculture, 23(9): 3012-3024.
| 图文由西北农林科技大学园艺学院马锋旺教授团队提供
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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