小麦抗根腐病多基因标记的防御机制解析：Bipolaris sorokiniana互作系统中的关键基因与酶活性调控

【编辑推荐】本研究首次系统揭示小麦抗根腐病（CRR）的多基因防御网络，发现抗性基因Cre3（已知抗线虫基因）与EDS1（抗白粉病基因）等跨界协同抗病机制，通过氧化还原酶（CAT/POX/SOD）、苯丙烷代谢关键酶（PAL）及病程相关蛋白（PR-1/UGT）的动态调控，为小麦抗病育种提供全新分子靶点。

　　

Highlight

植物材料

33个小麦基因型（含本土和外来品种）在2015-2017年间通过温室和田间实验评估其对Bipolaris sorokiniana的抗性，并利用7个SSR标记分析遗传多样性。其中'Bam'、'Alvand'和'Mehregan'表现出显著抗性，而'Karkheh'等品种高度感病。

病情严重度

方差分析显示基因型间CRR严重度差异极显著（p < 0.01）。'Karkheh'感染率高达90%，而抗性品种'Alvand'仅13%。

生物量参数

病原菌接种显著影响小麦生物量（具体数据见原文），抗性品种维持更高生长活力。

讨论

由于缺乏有效化学防控手段，利用抗性基因型成为控制B. sorokiniana的最优策略。研究发现：

1. 抗性基因跨界协同：Cre3（抗线虫基因）和EDS1（抗白粉病基因）意外增强CRR抗性

2. 酶活性特征分化：'Bam'的PPO（多酚氧化酶）和GLU（β-1,3-葡聚糖酶）活性最高，'Alvand'则擅长激活SOD（超氧化物歧化酶）和CHI（几丁质酶）

3. 防御基因表达谱：10个候选基因在接种后上调1.24-3.5倍，揭示多通路协同防御机制

结论

本研究首次证实非专化抗病基因（如Cre3、EDS1、Stb6）的跨界保护作用，为小麦多病害抗性育种提供新思路。防御酶活性动态与基因表达谱的关联分析，为解析数量抗性机制奠定基础。