责编 | 奕梵
草莓是我国乃至世界各地普遍栽培的重要经济植物。胶孢炭疽菌可广泛侵染草莓根、茎和叶，是草莓苗期炭疽病的重要病原。目前针对草莓炭疽病的治理，主要以药物防治为主，但防治成本高、易造成环境污染，不是解决问题的长久之策。草莓品种‘红颜’果实口感鲜美却易感炭疽病，而‘甜查理’品种植株矮小却对炭疽病表现出较高程度的抗性。利用优良抗性基因资源改良草莓品种是防治炭疽病的最为经济有效的办法，而优良抗性基因资源的确定和利用取决于人们对草莓抗病机理的深入理解。
2021年5月5日，上海市农科院林果所张学英课题组在英国植物病理学会官刊Molecular Plant Pathology(农林科学1区TOP) 在线发表了题为HSP17.4 mediates salicylic acid and jasmonic acid pathways in the regulation of resistance to Colletotrichum gloeosporioides in strawberry的研究论文，揭示了草莓分子伴侣蛋白HSP17.4介导水杨酸与茉莉酸互作调控草莓炭疽病抗性的新机制。
该团队前期通过植物生理和高通量质谱技术在草莓炭疽病高抗品种‘甜查理’中鉴定了 1个全新的炭疽病抗性应答分子伴侣蛋白HSP17.4，并进一步证实该蛋白表达量与炭疽病抗性呈显著的正相关。该研究借助烟草脆裂病毒介导的基因沉默技术进一步发现，HSP17.4基因沉默后的‘甜查理’植株比野生型‘甜查理’极易感染炭疽菌。高通量蛋白鉴定分析结果表明，病菌侵染后的野生型‘甜查理’植株体内水杨酸信号通路下游应答基因NPR1、TGA和PR-1蛋白表达量全面上调，茉莉酸途径核心转录因子MYC2发生显著下调；而这些基因的蛋白表达水平在HSP17.4沉默型‘甜查理’中未发生明显变化；HSP17.4的表达激活了水杨酸 （Salicylic Acid，SA） 下游信号的上调，而抑制了茉莉酸 （Jasmonic Acid，JA） 信号通路。运用SA、MeJA以及它们的抑制剂处理植株的试验进一步证明，SA和JA之间相互拮抗调控了草莓植株对炭疽菌的抗性。
sHSPs具有丰富的功能和遗传多样性，在生物体应对生物或非生物胁迫中，能够维持天然蛋白的稳定性，并在保护膜结构、蛋白降解和多种信号途径调控等方面发挥重要作用。该研究综合表明，草莓中HSP17.4参与了SA下游信号的激活，并且能协同遏制JA下游信号，最终表现出草莓植株对炭疽菌的抗性。由此可见，在炭疽菌诱导的草莓防御系统中，SA和JA两种激素信号途径存在交叉对话和相互拮抗，而双重激素信号的响应是通过HSP17.4的介导参与实现的。然而，HSP17.4对PR-1和MYC2的调控是直接的还是通过第三者进行间接操控？其中的具体作用机制将在后续的研究中进一步探索。
上海市农业科学院林木果树研究所方献平博士为论文第一作者，张学英研究员为论文通讯作者；杭州市农业科学研究院生物技术研究所余红团队参与了该课题研究工作。该研究得到了上海市农业科技支撑项目和杭州市农业科技创新项目的重点支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1111/mpp.13065
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