山茶抗蚧机制解析：CjPME28与CjPG1基因通过果胶代谢通路增强木质素合成的分子证据

本研究针对山茶近年频发的蚧害问题，通过5年田间观测结合分子标记(SCoT)筛选抗性种质，发现抗性植株具有更紧密的叶片结构、更高木质素含量及抗氧化酶活性。研究人员通过转录组测序鉴定出MYBS3、bHLH3等关键转录因子及戊糖-谷胱甘肽代谢等通路，首次揭示果胶甲酯酶基因(CjPME28)和多聚半乳糖醛酸酶基因(CjPG1)通过提升果胶酶活性促进木质素合成，转基因烟草实验证实其显著增强抗蚧性，为林木抗虫育种提供新靶点。

　　

近年来，日本山茶(Camellia japonica)饱受蚧壳虫(Pseudaulacaspis cockerelli)侵袭之苦。有趣的是，长达五年的观测发现不同山茶个体对蚧虫的抗性存在显著差异——抗性植株不仅叶片结构更致密，其木质素含量、抗坏血酸水平及抗氧化酶活性均显著高于易感株系。分子标记(SCoT)分析进一步揭示这种抗性差异具有遗传基础。

科研人员通过对抗/感株系的转录组比对，发现MYBS3、bHLH3、NAC90和WRKY40等转录因子在抗性植株中异常活跃。更引人注目的是，戊糖与谷胱甘肽代谢通路、苯丙烷生物合成通路中，果胶代谢关键基因——果胶甲酯酶基因(PME)和多聚半乳糖醛酸酶基因(PG)表达显著上调。

为验证这两个基因的功能，研究者将其山茶来源的CjPME28和CjPG1基因转入烟草。令人振奋的是，转基因烟草不仅对蚧虫表现出更强抗性，其果胶酶活性的提升还直接促进了木质素的合成。这一发现首次将植物细胞壁的果胶代谢与抗虫防御联系起来，为开发新型抗虫林木品种提供了分子工具箱。