马铃薯糖代谢调控机制揭示：立枯丝核菌通过蔗糖代谢通路影响植株耐盐性

这篇研究通过盆栽实验揭示了立枯丝核菌(R. solani)与盐胁迫(5 dS m?1 NaCl)对四个马铃薯品种蔗糖代谢的协同影响。研究发现病原菌通过上调酸性/碱性转化酶(INV)活性和InvGF基因表达(最高达11.73倍)，显著改变叶片和块茎中总可溶性糖(TSS)、还原糖及淀粉含量，其中耐盐品种Russet Burbank表现出最低细胞膜损伤率(8.11%)。研究首次阐明INV在复合胁迫响应中比蔗糖合成酶(SuSy)更具主导作用，为马铃薯抗逆育种提供了新靶点。

　　

细胞膜损伤揭示品种差异
研究选取对盐胁迫和立枯丝核菌反应差异的四个马铃薯品种（耐盐耐病的Russet Burbank、耐盐感病的Desiree、感盐耐病的Granola和双敏感的Lady Claire），通过5 dS m^?1 NaCl和病原菌单独/复合处理，发现叶片细胞膜损伤率呈现显著品种差异。Lady Claire在复合胁迫下损伤率高达76.56%，而Russet Burbank仅35.45%。块茎组织中，Granola的块茎肉和Lady Claire的块茎皮损伤最严重，证实不同组织对胁迫的敏感性存在空间异质性。

糖代谢动态响应胁迫
胁迫处理显著提升叶片总可溶性糖（TSS）含量，其中R. solani+NaCl组合处理使TSS达11.49 mg/gFW，较对照提升25%。耐盐品种Desiree块茎中TSS含量最高（12.52 mg/gFW），而感病品种Granola叶片还原糖含量达7.15 mg/gFW。淀粉含量变化呈现品种特异性：R. solani使Desiree和Lady Claire块茎淀粉增加，却使Granola和Russet Burbank降低。在块茎膨大期（60天），叶片淀粉含量激增7.5倍，揭示发育阶段对代谢响应的调控作用。

转化酶主导胁迫应答
酶活性分析显示，Russet Burbank叶片酸性INV活性在复合胁迫下达3.19 nmol/mg protein/h，碱性INV则在Lady Claire中最高（2.72 nmol/mg protein/h）。qRT-PCR证实InvGF基因在Lady Claire叶片表达上调11.73倍，显著高于SuSy基因的3.85倍增幅。块茎组织中，InvGF表达量较SuSy高3倍，且耐盐品种Desiree维持更高的蔗糖合成能力。值得注意的是，在块茎形成期（45天），所有品种的SuSy活性出现27.55 nmol/mg protein/h的峰值，暗示不同发育阶段存在代谢通路切换。

组织特异性防御策略
研究发现叶片对胁迫更敏感，其电解质泄漏率是块茎组织的2-3倍。块茎皮通过积累8.28 mg/gFW淀粉形成物理屏障，而块茎肉则依赖5.78-7.48 mg/gFW还原糖维持渗透平衡。耐盐品种通过协同调控InvGF表达（7.23倍）和碱性INV活性（2.03 nmol/mg protein/h）实现快速应激，而感病品种呈现蔗糖代谢紊乱。

农业应用启示
该研究首次揭示R. solani通过劫持宿主蔗糖代谢（特别是INV途径）加剧盐胁迫损伤。耐盐品种Russet Burbank和Desiree的代谢特征为抗逆育种提供分子标记，而块茎膨大期被确定为抗性管理关键窗口期。未来研究可聚焦INV异构体的功能分化及其与病原菌效应蛋白的互作机制。