亚洲梨抗黑星病基因Rvn1的精细定位与功能解析：源自乌苏里梨的受体样蛋白EIX基因簇研究

本研究针对亚洲梨生产中的重大病害——黑星病（Venturia nashicola），通过多组学联合分析精细定位了关键抗性基因Rvn1。研究人员利用4297株杂交后代进行遗传作图，结合PacBio HiFi和Illumina测序技术，将Rvn1锁定在30.3 kb区间，发现其编码受体样蛋白乙烯诱导木聚糖酶（EIX）基因。该研究不仅开发了紧密连锁的分子标记（vnk256124_05/12），还通过表达分析证实g18（EIX2-like）是核心候选基因，其表达模式与抗性表型高度相关。群体结构分析揭示Rvn1源自乌苏里梨（P. ussuriensis），可能通过非寄主抗性机制抵御病原菌。成果发表于《BMC Plant Biology》，为梨树抗病育种提供了分子靶点和实用工具。

　　

亚洲梨产业长期遭受黑星病（Pear scab）的严重威胁，这种由Venturia nashicola引起的病害每年需喷洒10余次杀菌剂仍难以控制。病原菌已对苯并咪唑类和甾醇脱甲基抑制剂类杀菌剂产生抗性，导致叶片早落、果实品质下降。虽然已发现Rvn1-Rvn7共7个抗性基因，但除Rvn7外均未完成克隆，且抗性机制不明。更严峻的是，日本已出现能突破Rvn1抗性的新病原小种，这使得解析抗性基因的分子基础成为育种工作的迫切需求。

研究团队选择源自日本梨品种'Kinchaku'的Rvn1作为突破口。该基因表现出广谱抗性，能抵御东亚已鉴定的全部7个病原小种，但其起源和序列信息长期未知。通过构建23个杂交群体（共4297株后代），研究人员首先利用毛细管电泳筛选出161株在TsuENH101-TsuENH157区间发生重组的个体。结合简化基因组测序（AmpSeq）技术，将目标区间缩小至419 kb。随后通过PacBio HiFi测序获得Rvn1纯合个体的256 kb单倍型序列（Kinchaku_homo），发现其结构比感病品种'Nijisseiki'简化，暗示抗性可能与基因复制事件相关。

关键实验技术包括：1）利用23个杂交群体构建遗传作图群体；2）PacBio HiFi长读长测序组装单倍型；3）Illumina短读长重测序进行精细定位；4）RNA-seq分析抗/感品种接种前后的表达谱；5）Iso-Seq获取全长转录本；6）比较基因组学分析8个梨/苹果物种的同源区域；7）开发SSR标记（vnk256124_05/12）用于分子标记辅助选择（MAS）。

精细定位与候选基因分析

通过第二轮筛选56株重组个体，最终将Rvn1定位在Kinchaku_homo的30.3 kb区间（对应'Nijisseiki'基因组135 kb）。比较基因组分析揭示亚洲栽培梨（'Nijisseiki'、'Cuiguan'等）在此区域存在三重串联复制，而欧洲梨和乌苏里梨则保持单拷贝结构。该区间仅预测到4个基因，其中g18（受体样蛋白EIX2-like）在抗病品种'Hoshiakari'中本底表达显著高于感病品种'Kosui'，且接种后表达进一步诱导。在'Nijisseiki'同源区域，Ppy01g0679.1（EIX2-like）是唯一同时满足"抗/感品种差异表达"和"接种诱导表达"标准的基因。

分子机制与进化起源

全长转录本分析显示g18编码1084个氨基酸的LRR-RLP蛋白，与番茄LeEIX2同源。群体结构分析发现，Rvn1 flanking区在'Kinchaku'中呈现乌苏里梨特征，而全基因组水平该品种属于日本梨群体。新开发的SSR标记证实，抗性单倍型（141 bp-vnk256124_05/166 bp-vnk256124_12）在日本野生乌苏里梨中高频存在，但在栽培品种中罕见。这支持Rvn1可能通过种间杂交从乌苏里梨渗入，其广谱抗性源于非寄主抗性机制。

研究意义与育种应用

该研究首次在梨中鉴定出EIX类抗病基因，为理解蔷薇科植物抗病机制提供了新视角。开发的分子标记可实现Rvn1的高效选择，避免传统接种鉴定的季节限制。更重要的是，发现Rvn1与已报道的欧洲梨抗V. pyrina基因共定位，暗示该位点在蔷薇科中具有保守的抗病功能。鉴于病原菌已出现毒性变异，作者建议将Rvn1与其他抗性基因（如Rvn4/Rvn7）聚合，创制具有持久抗性的新品种。该成果为梨分子设计育种奠定了理论基础，也为其他果树抗病研究提供了方法学参考。