生物胁迫严重影响树木的生长和存活，为了抵御病原菌侵染，树木形成了一系列适应性机制，但不同树木品种对特定生物胁迫的抗性存在差异。杨树是林木分子生物学研究的模式树种，了解不同品种杨树在特定生物胁迫下的适应性机制，对解析树木的抗病性差异尤为重要。欧美杨细菌性溃疡病(Lonsdalea populi)是杨树生产上的一种严重枝干病害，不同品种对欧美杨细菌性溃疡病菌的抗性也存在差异，其分子调控机制和关键响应组分仍不清楚。

近日，北京林业大学生物科学与技术学院王延伟研究组在Plant, Cell & Environment上发表了题为“Integrated transcriptomic and metabolomic profiles reveal adaptive responses of three poplar varieties against the bacterial pathogen Lonsdalea populi”的研究论文，详细阐述了欧美杨细菌性溃疡病菌胁迫引起三种不同抗性杨树在防御、光合和生长相关基因上的适应性响应以及关键代谢物尤其是黄酮类化合物的差异。

为了研究杨树对欧美杨细菌性溃疡病菌的适应性响应，研究人员以田间试验及室内试验筛选的三种不同抗性杨树品种：Populus deltoides. `Zhonglin 2025',Populus × Euramericana. `74/76'和Populus tomentosa cv `henan'为材料，开展了抗病防御、激素、光合、生长和次生代谢相关基因的系统比较研究。结果发现欧美杨细菌性溃疡病菌侵染下，杨树防御相关基因在转录水平发生了显著变化，重塑了PTI和ETI免疫过程。有趣的是，光合作用相关基因在抗病品种中高度表达，在感病品种中则相反。而感病杨树保持防御相关基因激活，从而限制了光合和生长素相关基因的表达。此外，结合三种杨树在该病菌胁迫下的代谢组学分析，发现苯丙烷和类黄酮生物合成途径中抗菌物质含量存在差异及关键差异表达基因。通过受侵染不同时间后杨树的儿茶素定量及体外抑菌试验，发现感病品种中儿茶素的推迟诱导是引起杨树抗性差异的重要原因之一，这对林木抗病育种实践具有重要参考价值。此外，研究发现病菌侵染期间不同抗性杨树品种间的生长和防御之间的平衡，为树木-病原相互作用的多层次调控通路提供了新的见解。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.14460

本文转载自植物与环境 PCE

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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