JIPB | 南京农业大学植物保护学院作物疫病团队揭示晚疫病抗病基因聚合介导马铃薯广谱抗性发生的机制

马铃薯是我国继小麦、水稻和玉米后第四大主粮作物，而晚疫病是马铃薯生产上的一种毁灭性病害，贯穿整个生育期，一旦发病便导致马铃薯绝收。由于病原菌田间变异快，新的生理小种不断出现，短时间内就能克服单个抗病基因的抗性，导致马铃薯品种抗性易丧失。如何利用多个抗病基因提高作物广谱抗性及其调控抗病的机制是作物抗病育种中需要解决的重要科学问题。

近日，南京农业大学作物疫病团队晚疫病课题组在JIPB学术期刊上发表题为“Stacking potato NLR genes activates a calcium-dependent protein kinase and confers broad-spectrum disease resistance to late blight”的研究论文(https://doi.o‍rg/10.1111/jipb.13892)，为了提高马铃薯对晚疫病菌田间高毒性生理小种的抗性，该研究将2个或者3个抗病基因聚合到马铃薯栽培品种Desiree中，抗性评估显示聚合抗病基因的马铃薯对晚疫病具有广谱抗性 (图1)，转录组分析发现，与单个抗病基因激活的基因表达相比，多个抗病基因聚合后能够在全局基因表达水平上进一步增强核心基因表达的强度，同时增加了免疫相关基因的数量，其中一个编码钙依赖蛋白激酶的基因StCDPK16参与调控马铃薯抗病基因对晚疫病的抗性 (图2)。

南京农业大学植物保护学院农林生物安全全国重点实验室博士生赵小强和博后张帆为该论文共同第一作者，董莎萌教授和孔亮教授为论文共同通讯作者，中国农业科学院基因组所黄三文院士和南京农业大学王源超教授对本研究提供了宝贵建议。英国洛桑研究所Vladimir Nekrasov教授、中国农科院张金喆研究员等人员也参与了该工作，该研究得到了国家自然科学基金卓越创新群体项目、重点项目和江苏省自然科学基金等项目的资助。