柑橘种质创新与利用团队在耐柑橘黄龙病机理研究上取得新进展

近日，我院柑橘种质创新与利用团队在二区期刊《BMC plant biology》（IF=4.8）发表题为“Integrated proteomic and transcriptomic analyses of Citrus australasica in response to Candidatus Liberibacter asiaticus infection”的研究论文。

该研究对澳指檬（Citrus australasica）进行了柑橘黄龙病菌接种试验，以感染黄龙病的沙糖橘为中间砧，将澳指檬通过高接的方式嫁接于沙糖橘上，同时以甜橙作为对照。嫁接成活后，定期对澳指檬、甜橙进行黄龙病症状观察并采样进行黄龙病菌含量检测，评估澳指檬对柑橘黄龙病的抗性表现。结果表明：经过多次采样检测，澳指檬的黄龙病菌实时荧光定量PCR检测结果均为阴性（CT值≥40），同时植株一直生长正常，未表现出叶片斑驳型黄化、均匀黄化或缺素状黄化症状；而对照甜橙在嫁接6个月后表现出典型的黄龙病叶片斑驳型黄化症状，黄龙病菌含量较高（CT值＜30）。结果说明，澳指檬对柑橘黄龙病表现出了明显的抗病性。 

图1 澳指檬接种试验

为探究澳指檬对黄龙病的耐受机制，接种黄龙病菌后，对澳指檬健康叶片、澳指檬染病叶片、甜橙健康叶片和甜橙染病叶片进行转录组与蛋白质组分析。数据表明，参与苯丙氨酸合成、精氨酸合成及三羧酸循环的多个基因在两种接穗中均受黄龙病影响，且其中大多数基因的表达模式及黄龙病对其的影响在二者间存在显著差异。在感染黄龙病的澳指檬中，ADT与phhA基因表达保持稳定，从而维持了苯丙氨酸的稳态平衡。精氨酸生物合成关键基因gudB与argJ的上调及高表达，有利于精氨酸的积累。苯丙氨酸与精氨酸均为与植物防御相关的氨基酸。稳定苯丙氨酸含量与上调精氨酸生物合成有助于提高澳指檬对黄龙病的耐受性。此外，当CLas侵染指橘时，碳源更倾向于流向氨基酸代谢途径（特别是精氨酸生物合成），而非进入三羧酸循环。三羧酸循环途径中酶活性的改变及该循环中碳源的减少，可能降低了对CLas的能量供应。这些研究结果为培育耐黄龙病的柑橘品种提供了理论依据。 

图2 与黄龙病耐受性相关的差异表达基因及差异表达蛋白的筛选

广西特色作物研究院武晓晓高级农艺师为论文的第一作者，娄兵海研究员为通讯作者，柑橘种质创新与利用团队成员陈传武、方海猛、邓崇岭等参与了研究。该研究得到了国家重点研发计划（2021YFD1400800）等项目的资助。 

（武晓晓 文/图）