纳米封装SPc/lncRNA809-MmNAC17模块通过山梨醇诱导黄酮类化合物积累增强海棠对链格孢菌的抗性

本研究针对海棠(Malus micromalus)叶斑病防治难题，创新性地揭示了山梨醇(sorbitol)通过激活lncRNA809-MmNAC17级联反应调控儿茶素(catechin)合成的分子机制。研究人员利用纳米载体SPc高效递送lncRNA809，证实该模块可显著增强植物抗病性，为开发新型纳米农药提供了理论依据和技术支撑，发表于《Molecular Horticulture》。

　　在蔷薇科植物中，山梨醇不仅是重要的光合产物，更被发现具有调控植物抗病性的信号功能。然而，这种初级代谢产物如何转化为次级防御信号的具体机制尚不明确。北京林业大学的研究团队以海棠叶斑病为研究对象，揭示了山梨醇通过lncRNA809-MmNAC17模块激活黄酮类化合物合成的全新抗病机制，相关成果发表在《Molecular Horticulture》。

研究采用非损伤微测技术(NMT)实时监测钙离子流变化，结合转录组测序筛选关键差异基因。通过构建瞬时转化体系验证转录因子MmNAC17对靶基因MmF3H和MmLAR的调控作用，并利用酵母单杂交(Y1H)和电泳迁移率实验(EMSA)确认DNA-蛋白互作。创新性地开发星形聚阳离子(SPc)纳米载体递送lncRNA809，通过高效液相色谱(HPLC)定量分析代谢物积累。

研究首先发现外源山梨醇处理使海棠叶片病斑面积减少40%，钙离子内流增强5倍。转录组分析显示山梨醇显著上调黄酮合成通路基因，其中儿茶素含量提升最显著(3.2倍)。体外实验证实10 mg/L儿茶素可抑制链格孢菌菌丝生长(23.4%)和孢子萌发(61%)。分子机制解析发现：

1. "山梨醇激活黄酮合成基因表达"：筛选出6个关键酶基因(MmF3H、MmLAR等)，其表达模式与儿茶素积累高度一致；
2. "MmNAC17直接调控儿茶素合成"：该转录因子通过结合CACGTG顺式元件激活下游基因，过表达使抗病性提升6倍；
3. "lncRNA809介导信号传递"：与MmNAC17表达高度相关(r=0.8763)，纳米封装后递送效率提升3.5倍；
4. "SPc/lncRNA809复合体应用效果"：使病斑面积减少58%，细胞膜透性降低42%。

该研究首次构建了"初级代谢物-非编码RNA-转录因子-次级代谢物"的级联抗病网络，创新性地将纳米技术与植物免疫调控相结合。发现的lncRNA809-MmNAC17模块为设计新型抗病靶点提供了理论依据，开发的SPc纳米递送系统为绿色农药研发开辟了新途径。研究不仅阐明了蔷薇科植物特有的山梨醇信号转导机制，更为作物抗病育种和可持续农业实践提供了重要技术支撑。