近日,，基因組所錢(qián)萬(wàn)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)在《植物生理學(xué)（Plant Physiology）》雜志在線發(fā)表了題為“專(zhuān)一性病原菌抑制入侵植物薇甘菊快速生長(zhǎng)機(jī)制”（Inhibition of invasive plant Mikania micrantha rapid growth by host-specific rust (Puccinia spegazzinii)）的研究論文，深入揭示了專(zhuān)一性柄銹菌通過(guò)控制薇甘菊體內(nèi)茉莉酸水平來(lái)抑制其生長(zhǎng)的分子機(jī)制,，相關(guān)成果可為開(kāi)發(fā)靶向性防控技術(shù)提供新的思路,。

薇甘菊(Mikania micrantha Kunth)是一種入侵雜草，原產(chǎn)于熱帶美洲,，后入侵到亞洲,、南太平洋等70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，已成為當(dāng)今世界熱帶,、亞熱帶地區(qū)危害最嚴(yán)重的雜草之一,，被國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）列為100種最嚴(yán)重入侵物種之一。然而,，薇甘菊分布環(huán)境復(fù)雜,，如在森林、廢棄地,、水源地帶及交通沿線,，難以施用人工或者化學(xué)防治技術(shù)。因此如何利用薇甘菊天敵構(gòu)建一勞永逸,、可持續(xù)的生物防治技術(shù)已成為我國(guó)的重大科技需求,。

薇甘菊的快速蔓延，主要在于其快速生長(zhǎng)的生物學(xué)特性,。薇甘菊柄銹菌（Puccinia spegazzini de Toni）是一種短生活周期的單主寄生銹菌,，已經(jīng)在5個(gè)國(guó)家或地區(qū)的100多個(gè)釋放點(diǎn)進(jìn)行了野外釋放，顯著的抑制了薇甘菊的快速蔓延,，然而,，其抑制薇甘菊快速生長(zhǎng)的作用機(jī)制尚不清楚。

該研究從兩個(gè)方面解釋了特異性柄銹菌(Puccinia spegazzinii)抑制薇甘菊生長(zhǎng)的機(jī)制,。一方面侵染可降低生長(zhǎng)激素水平：被柄銹菌侵染后,，薇甘菊葉片中茉莉酸（JA）和茉莉酸異亮氨酸（JA-Ile）水平顯著提升,，進(jìn)而減少了防御激素水楊酸（SA）的積累，為銹菌的發(fā)育創(chuàng)造了環(huán)境,，銹菌的發(fā)育進(jìn)一步誘導(dǎo)了薇甘菊葉片中JA的不斷積累,，抑制了薇甘菊生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等生物合成關(guān)鍵基因的表達(dá)，最終導(dǎo)致促生長(zhǎng)激素含量的顯著降低,，薇甘菊的快速生長(zhǎng)受到抑制。另一方面侵染可減弱光合作用能力：銹菌侵染和JA的持續(xù)積累,，促使葉綠體中活性氧（ROS）的迸發(fā),，破壞了植株中未侵染區(qū)域的葉綠素結(jié)構(gòu)，抑制了光反應(yīng),、暗反應(yīng)基因的表達(dá),，并降低Rubisco酶活性，降低了葉片氮的運(yùn)輸與同化作用,，導(dǎo)致葉片光合能力的減弱,。該研究成果，不僅闡明柄銹菌侵染薇甘菊的治病過(guò)程,，解析薇甘菊對(duì)柄銹菌侵染的響應(yīng)機(jī)制,，還為推動(dòng)入侵薇甘菊的靶向防控技術(shù)的研發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

基因組所碩士張廣忠,、博士后王陳驕子為該論文的第一作者,，錢(qián)萬(wàn)強(qiáng)研究員和劉博副研究員為該論文的通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFC2600101）的資助,。

原文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad186