近期，園藝學(xué)院菊花遺傳育種與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊Plant Biotechnology Journal發(fā)表了題為 “Alternaria alternataeffector Aa593 promotes virulence by hijacking CmNAC29-mediated abscisic acid biosynthesis pathway in chrysanthemum”的論文，揭示了菊花黑斑病菌效應(yīng)蛋白Aa593通過(guò)劫持菊花轉(zhuǎn)錄因子CmNAC29介導(dǎo)的脫落酸（abscisic acid，ABA）生物合成路徑，促進(jìn)病原真菌的侵染和定殖。

菊花（Chrysanthemum ×morifolium）是菊科菊屬植物，具有觀(guān)賞、茶用、藥用、食用等價(jià)值，具有廣泛的用途。但菊花不耐連作，傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)極易發(fā)生大面積病害，其中由鏈格孢菌（Alternaria alternata）侵染導(dǎo)致的黑斑病最為常見(jiàn)，導(dǎo)致菊花產(chǎn)量和品質(zhì)都受到嚴(yán)重的影響，制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前菊花黑斑病的防治主要是農(nóng)業(yè)防治和化學(xué)防治，但農(nóng)業(yè)防治需要投入較高的成本，且對(duì)各時(shí)期栽培的配套措施要求較高；化學(xué)防治雖然短期有良好防治效果，但容易造成農(nóng)藥殘留，也易出現(xiàn)對(duì)新藥和加大用量投入的依賴(lài)。而抗病品種選育可定向培育具有穩(wěn)定抗性遺傳性狀的新品種，且對(duì)環(huán)境污染小，針對(duì)性強(qiáng)且可顯著縮短育種周期的優(yōu)勢(shì)。因此，抗病新品種的分子選育將會(huì)是未來(lái)防治菊花黑斑病的重要途徑，然而抗病品種的選育依賴(lài)于對(duì)抗感病基因的挖掘和對(duì)抗病調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的解析，但目前對(duì)菊花黑斑病的分子抗病機(jī)制還鮮有報(bào)道。

植物與病原菌的互作長(zhǎng)期以來(lái)是植物免疫學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，尤其是對(duì)死體營(yíng)養(yǎng)型真菌的研究仍然存在較大的盲區(qū)。研究團(tuán)隊(duì)首先鑒定到菊花中的一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子CmNAC29，通過(guò)激活A(yù)BA合成關(guān)鍵限速酶基因CmNCED3，促進(jìn)ABA的生物合成，從而負(fù)向調(diào)控菊花對(duì)A. alternata的抗性（圖1）。研究者以CmNAC29為誘餌，篩選菊花黑斑病酵母雙雜交文庫(kù)時(shí)，鑒定到一種由A. alternata分泌的新型效應(yīng)蛋白Aa593。該效應(yīng)因子可靶向植物細(xì)胞核中的CmNAC29，通過(guò)與其相互作用以增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄激活活性，從而促進(jìn)ABA生物合成，進(jìn)而削弱植物對(duì)A. alternata的抗性（圖2）。該研究結(jié)果揭示了真菌效應(yīng)因子靶向植物激素信號(hào)通路以增強(qiáng)其毒力的機(jī)制（圖3），為后續(xù)死體營(yíng)養(yǎng)型真菌病害的致病機(jī)理研究以及抗病策略的制定提供線(xiàn)索。

圖1 CmNAC29直接激活CmNCED3的表達(dá)以增強(qiáng)菊花中ABA的生物合成

圖2 Aa593劫持CmNAC29介導(dǎo)的ABA生物合成以增強(qiáng)菊花對(duì)A. alternata的敏感性

圖3 Aa593促進(jìn)菊花對(duì)鏈格孢菌感病的模式圖

園藝學(xué)院已畢業(yè)博士生、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士后董博曉為論文第一作者，蔣甲福教授和房偉民教授為該論文的通訊作者。上海辰山植物園科研中心高政研究員，我校劉曄副教授、管志勇教授、陳素梅教授和陳發(fā)棣教授參與了此項(xiàng)工作的研究。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和鐘山生物育種實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目資助。

論文鏈接：http://doi.org/10.1111/pbi.70388