马尾松（Pinus massoniana）感染松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）过程中ERF家族基因的鉴定与功能分析

《Pest Management Science》：Identification and functional analysis of ERF family genes in Pinus massoniana during infection of Bursaphelenchus xylophilus

本研究通过转录组分析鉴定出马尾松抗松材线虫病基因型MK94的85个ERF基因，并筛选出亚家族VII、IX、X中多个关键基因。功能验证表明PmERF49和PmERF52通过增强抗真菌能力有效抑制病原菌生长，为松材线虫病防治提供了分子靶点。

　　

摘要

背景

马尾松（Pinus massoniana）在中国分布面积约为4000万公顷，但受到由松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）引起的松材萎蔫病（PWD）的严重威胁。识别抗性基因型（如MK94）中的抗性机制和基因对于控制这种破坏性疾病至关重要。属于AP2/ERF转录因子超家族的乙烯响应因子（ERFs）能够介导多种植物防御反应。然而，它们在马尾松中对松材萎蔫病的抗性中的作用仍不甚明了。本研究旨在从抗性基因型MK94中鉴定ERF基因，分析其在松材萎蔫病感染下的表达谱，并验证其在植物防御中的潜在作用。

结果

从抗性基因型MK94的转录组数据中，共鉴定出85个ERF基因（PmERFs），并将其分类为11个亚家族。表达分析显示，在松材萎蔫病感染后，第VII、IX和X亚家族的基因表达显著上调。实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）验证结果表明，PmERF46、PmERF48、PmERF49、PmERF52和PmERF75在抗性基因型中的表达显著增强。进一步的功能分析表明，在Nicotiana benthamiana中短暂表达PmERF49和PmERF52可显著增强其对病原菌Botrytis cinerea的抗性，使病斑面积减少约50%，并显著降低病原菌的生物量。亚细胞定位实验确认这两种ERF均定位于细胞核中，而转录激活实验显示PmERF49具有转录激活活性，而PmERF52则没有。

结论

本研究鉴定并分析了与马尾松抗性基因型MK94对松材萎蔫病反应相关的ERF家族基因。对PmERF49和PmERF52的功能验证表明，它们在增强植物抗性方面具有显著潜力。这些发现为理解松材萎蔫病的抗性分子机制提供了重要见解，并为森林管理中的抗性育种提供了有希望的目标。? 2025 化学工业协会。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在本文的补充材料中找到。