综述:核盘菌抗性分子机制及植物育种策略的未来展望

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:New Crops CS5.2

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  这篇综述系统阐述了核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)的致病机制与植物互作的多层次分子通路(如PTI/ETI免疫系统、Ca2+ 信号传导、SA/JA激素通路),总结了抗性育种的关键靶点(如WRKY转录因子、PGIPs、CNGCs)及新兴技术(CRISPR/Cas9、HIGS),为开发可持续病害防控策略提供了理论框架。

  

核盘菌与植物的互作博弈

核盘菌作为毁灭性坏死营养型病原真菌,通过分泌植物细胞壁降解酶(PCWDEs)和草酸(OA)突破植物物理屏障。宿主植物则通过模式触发免疫(PTI)识别病原相关分子模式(PAMPs),如受体激酶FLS2感知flg22激活MAPK磷酸化级联反应。最新研究发现,核盘菌效应蛋白SsITL通过与叶绿体钙感应受体(CAS)互作抑制水杨酸(SA)积累,从而逃逸早期免疫防御。

抗性育种的分子靶标

钙信号与离子稳态:番茄SlCNGC1/6通过调控Ca2+
通道增强抗性,而核盘菌SsCTR1通过铜离子转运清除宿主活性氧(ROS)。
解毒机制:病原菌分泌异硫氰酸盐水解酶(SsSaxA)中和十字花科植物硫苷毒素,而宿主PGIPs可抑制聚半乳糖醛酸酶(PGs)活性。
激素调控:BnMPK6通过激活乙烯(ET)信号通路提升抗性,而WRKY70负调控SA/JA平衡。

基因组学驱动的技术革新

CRISPR/Cas9系统已用于甘蓝型油菜多拷贝基因编辑,如敲除BnWRKY70显著提升抗性。宿主诱导基因沉默(HIGS)技术通过靶向真菌效应蛋白编码基因实现跨物种防护。此外,真菌病毒(如SsHADV-1)可将核盘菌转化为内生菌,开辟生物防治新路径。

未来挑战与方向

当前瓶颈包括天然种质完全抗性缺失及QTL定位困难。突破点在于解析效应蛋白与宿主靶标互作网络,并开发VLCFAs合成抑制剂等跨界防控策略。随着无间隙基因组和单细胞组学技术的应用,植物-微生物互作研究将加速抗病育种进程。

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