梨树抗溃疡病关键基因PbeCH1和PbeCH4的全基因组解析：C2H2转录因子进化与功能研究

【编辑推荐】本研究通过全基因组鉴定、生物信息学分析和功能验证，首次系统揭示了C2H2锌指蛋白（ZFPs）在蔷薇科植物中的进化特征，发现亚家族N和M成员参与梨树（Pyrus betulifolia）对溃疡病（Valsa canker）的防御反应。关键基因PbeCH1（Chr16.g30675）和PbeCH4（Chr5.g08289）通过激活ABA通路正调控抗病性，为苹果/梨抗病育种提供新靶点。

　　

Highlight

作为植物基因组中分布最广且进化活跃的基因家族之一，C2H2锌指蛋白（C2H2-ZFPs）在所有真核生物主要谱系中展现出高度保守性和普遍性特征。该蛋白家族的功能研究已在拟南芥（Arabidopsis thaliana）等模式植物中取得重要进展，包括转录调控机制解析和胁迫响应验证。

Discussion

本研究通过比较基因组学揭示了蔷薇科C2H2基因家族的进化动态：

1. 亚家族特异性扩张：A、B和H组基因通过全基因组复制（WGD）事件显著扩张，与梨树抗溃疡病性状相关；

2. 功能分化：携带"QALGGH"保守基序的亚家族N/M成员优先响应病原信号，其中PbeCH4通过激活脱落酸（ABA）通路触发免疫反应；

3. 育种价值：PbeCH1/CH4的过表达使梨砧木'杜梨-G03'细胞产生持续性抗性，为抗病品种选育提供分子标记。

Conclusion

研究首次建立蔷薇科C2H2s的进化-功能关联模型，阐明梨树通过WGD衍生的C2H2基因调控网络抵抗溃疡病菌（Valsa spp.）的分子机制。PbeCH1/CH4可作为抗性育种的候选基因，其介导的ABA通路激活策略为果树病害防控提供新思路。