水杨酸与茉莉酸甲酯激活植物防御通路关键基因对易感杏仁品种中Polystigma amygdalinum的部分保护作用

本研究揭示了两种杏仁栽培品种对Polystigma amygdalinum侵染的差异化防御机制。通过外源施加水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）可显著降低易感品种'Tarraco'的病害发生率和严重程度，并激活ERF1和CAD基因表达。研究首次提出SA信号与苯丙烷代谢途径（通过CAD介导木质素合成）的关联，为杏仁抗病育种提供了新靶点。

　　

Highlight

杏仁红叶斑病（RLB）是由子囊菌Polystigma amygdalinum引起的重大叶部病害。本研究通过激素分析和基因表达检测，揭示了易感品种'Tarraco'和耐受品种'Mardía'的差异化防御策略。病原侵染触发水杨酸（SA）特异性积累，但仅外源施加SA和茉莉酸甲酯（MeJA）能显著降低'Tarraco'的病害指数。MeJA处理增强ERF1表达但抑制植株生长，而SA处理同时上调ERF1和CAD（木质素合成关键基因）表达，表明SA信号可能与苯丙烷途径协同作用。

Background

杏仁（Prunus amygdalus）是地中海流域重要经济作物。Polystigma amygdalinum作为半活体营养型病原菌，其侵染过程涉及复杂的植物免疫调控网络。现有研究尚未阐明杏仁对该病原的有效防御机制。

Experimental field site

研究于2020-2023年在西班牙加泰罗尼亚的IRTA实验果园进行。试验材料为嫁接于'INRA GF-677'砧木的21个品种，采用西班牙集成生产标准管理。

Experiment 1. Hormone and defense-related genes profiling in mature almond trees

qPCR检测显示'Tarraco'病叶中病原菌含量显著高于'Mardía'。两种栽培品种病叶均出现SA积累，但茉莉酸（JA）和ACC（乙烯前体）水平无显著变化。'Tarraco'中SA响应基因（PR1、PR5）和乙烯/茉莉酸途径基因（ACO、ERF1）上调，而'Mardía'仅木质素合成相关基因CAD显著表达。

Discussion

SA积累是杏仁对P. amygdalinum的核心响应机制。耐受品种'Mardía'可能通过CAD介导的木质素沉积形成物理屏障，而非依赖PR基因激活。外源MeJA通过激活ERF1实现保护效果，但生长抑制效应限制其应用潜力。SA与CAD表达的协同作用提示了植物防御中激素信号与次生代谢的新颖互作模式。

Conclusions

研究证实SA和MeJA处理可部分保护易感杏仁品种抵御P. amygdalinum，其中SA通过协调ERF1和CAD表达实现双重防御机制。'Mardía'的耐受性可能与病原菌生物量控制能力及CAD介导的木质化作用相关。该发现为开发基于植物免疫诱导的病害防控策略提供了理论依据。