马尾松抗松材线虫关键几丁质酶PmChia4-1/4-4的防御机制解析

来自国内的研究人员针对松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)引发的松萎蔫病(PWD)开展突破性研究，通过克隆马尾松(Pinus massoniana)中两个IV类几丁质酶基因PmChia4-1/4-4，证实其能显著抑制线虫卵孵化率(分别降低至33.6%和28.0%)并提高幼虫死亡率(>20%)，转基因拟南芥实验进一步揭示其通过激活活性氧积累及防御酶系增强植物免疫，为针叶树抗病育种提供新靶点。

　　

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus, Bx)引发的松萎蔫病(Pine Wilt Disease, PWD)正严重威胁针叶林生态，其中马尾松(Pinus massoniana)受害尤为显著。作为植物防御体系的关键"生化武器"，几丁质酶(Chitinase)能精准降解病原体细胞壁中的几丁质成分。研究团队成功从马尾松中捕获两个IV类几丁质酶基因——PmChia4-1和PmChia4-4，这两个"分子卫士"在Bx侵染时表达量激增，并通过亚细胞定位实验证实其会主动分泌至质外体空间作战。

体外实验展现惊人战果：重组表达的PmChia4-1使线虫卵孵化率从对照组的62.4%暴跌至33.6%，而PmChia4-4则压制到28.0%；更致命的是，这两个酶能将幼虫死亡率从基线2%提升至20%以上，堪称"线虫杀手"。研究人员还将这些基因导入拟南芥(Arabidopsis thaliana)构建"超级防御部队"，转基因植株不仅产生暴风骤雨般的活性氧(ROS)攻势，防御酶系中的几丁质酶、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性也全线飙升。

这项研究首次揭示针叶树通过特定几丁质酶抵抗线虫入侵的分子防线，为培育抗PWD松树品种提供了PmChia4-1/4-4这对"黄金靶点"，其应用将重塑森林病害防控格局。