脱落酸和一氧化氮通过激活宿主防御机制以及跨界调控效应基因，增强杨树的抗锈病能力

《Tree Physiology》：Abscisic acid and nitric oxide confer poplar rust resistance through host defense activation and cross-kingdom regulation of effector genes

　　

摘要

由Melampsora larici-populina引起的叶锈病严重影响了Populus cathayana的光合作用和生长，导致森林树木的产量大幅下降。已知的脱落酸（ABA）和一氧化氮（NO）在植物防御中起着关键作用。然而，它们在木本植物抗锈病机制中的协同作用尚未得到充分研究。在这里，我们通过生理学、转录组学和转基因方法研究了ABA和NO在P. cathayana抵御这种生物性锈菌M. larici-populina过程中的作用。外源ABA和NO供体硝普钠通过诱导气孔关闭、调节活性氧平衡、促进木质素沉积以及增加几丁质酶活性来协同增强抗锈病能力。转录组分析显示，ABA调节了苯丙素类化合物和氨基糖/核苷糖代谢途径，这些途径中的差异表达基因（DEGs）与木质素生物合成和几丁质酶活性密切相关。其中，几丁质酶基因PcCHIB1被鉴定为抗锈病的关键正向调节因子，其过表达显著降低了真菌生物量，而敲低该基因则削弱了抗性。值得注意的是，ABA对M. larici-populina具有跨界调节作用，能够下调参与剪接体途径的基因以及两种对真菌毒力至关重要的小分泌蛋白效应因子基因（MLP105684和MLP124543）。总体而言，这些发现建立了一种双重防御机制：ABA和NO协同强化宿主的天然抗性，同时ABA抑制真菌的毒力，为杨树抗锈病性状的工程改造提供了理论基础。

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