广东
近日，中国农业大学农业农村部甘薯生物学与生物技术重点实验室何绍贞、张欢团队联合北京市植保站，在Plant Communications发表研究短文A chromosome-level genome assembly of Fusarium foetens that causes sweet potato root rot facilitates the identification of a key Fusarium-specific pathogenicity factor。
根腐病作为一种土传病害，严重威胁包括甘薯、黄瓜、番茄、西瓜、草莓、大豆、棉花和果树等多种重要的经济作物的生产。甘薯（Ipomoea batatas (L.) Lam.）是重要的粮食、饲料、工业原料及新型能源用块根作物，广泛种植于世界上100多个国家或地区，在保障世界粮食和能源安全中起着重要作用。
近年来，甘薯生产上根腐病发生非常严重，并有快速蔓延趋势，成为严重制约甘薯生产的毁灭性病害。该病害对甘薯根茎基部及薯块造成危害，在我国四大甘薯主产区广泛发生，特别是连年大面积种植感病品种的地区更为严重，导致甘薯全根坏死腐烂、减产，受害面积已达200万亩，每年直接经济损失超过5亿元。在高温干旱条件下，该病害易发生，导致减产20～80%，甚至绝收，造成品种退化、品质下降，严重影响薯农的收入和种植积极性。然而，目前对甘薯根腐病的主要病原菌及其致病机制的研究较少，限制了防控策略的制定。
该研究针对从北京市大兴区根腐病重发地块分离纯化鉴定的优势致病菌F. foetens f. sp. batatas DX94进行了系统研究。采用Illumina测序、PacBio测序和Hi-C辅助基因组组装技术，成功构建了DX94染色体水平的高质量参考基因组。该基因组包含14条染色体，其组装完整性相较于之前国际上唯一已公布的F. foetens参考基因组NRRL 38302（包含3,839个scaffolds）显著提升。基于这一高质量基因组及比较基因组学分析，研究开发了DX94的特异性分子标记FfIdnDH。该标记可作为F. foetens的特异性检测工具，用于田间根腐病病原的监测与早期预警。
研究系统分析了DX94病原菌中参与寄主互作的毒力因子和效应蛋白，并鉴定出一个在镰刀菌属中特有且高度保守的致病效应因子FfRP752。在DX94中敲除FfRP752的Δffrp752突变体相较于野生型表现出孢子变小、孢子数量变少、菌丝生长缓慢、致病性降低等特点，为基因工程改造或者新型杀菌剂开发等技术防治镰刀菌复合侵染病害提供了潜在靶点。
为了深入解析FfRP752的致病机理，研究团队对其在甘薯中的互作蛋白进行筛选，鉴定出FfRP752促进甘薯水杨酸信号通路调控转录因子IbNF-YA3的降解。相较于野生型，过表达IbNF-YA3基因显著增强甘薯对根腐病的抗性。进一步研究发现，FfRP752中的关键位点突变(F9K/A11K/Q67K)可阻断二者互作，显著降低DX94致病力。
该研究首次报道了甘薯根腐病的新型致病病原菌F. foetens，并构建了高质量的染色体水平参考基因组，开发了病原菌特异性分子标记FfIdnDH，鉴定出关键的致病效应蛋白FfRP752及其作用靶点。这些结果为开发针对镰刀菌引起的植物病害的抗性育种新策略及绿色防控技术提供了关键靶标和重要的科学依据。
中国农业大学博士生尚美奇和张笑晨为论文共同第一作者，张欢副教授为通讯作者。北京市植保站张小利老师、中国农业大学何绍贞教授、闫军副教授、刘庆昌教授、翟红教授、高少培副教授、赵宁高级实验师参与了相关工作。感谢中国农业大学彭友良教授、杨俊教授、卢训莉副教授的指导帮助。该研究得到了国家自然科学基金(32472157)、国家重点研发计划(2023YFD1200700/2023YFD1200703)、北京市粮食作物创新团队 (BAIC02-2025)、国家甘薯产业技术体系(CARS-10)和中国农业大学“2115”人才培养计划的资助。
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