近日，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所甘蔗遺傳育種與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)胡鑫博士作為第一作者在中科院1區(qū)農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域top期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（影響因子6.1）發(fā)表最新研究成果，論文題目為：A Comprehensive Analysis of Transcriptomics and Metabolomics Revealed Key Pathways Involved in Saccharum spontaneum Defense against Sporisorium scitamineum。

甘蔗是全球最重要的糖料作物,占蔗糖產(chǎn)量的80%,同時(shí)它也是重要的新型可再生能源作物。甘蔗黑穗病是一種廣泛發(fā)生的真菌病害，被稱為甘蔗的“癌癥”，其特征是在甘蔗莖頂端長出一條直或向下彎曲的黑色鞭狀物，破壞蔗苗發(fā)育，導(dǎo)致甘蔗大幅減產(chǎn)，對甘蔗生產(chǎn)危害極大。目前生產(chǎn)主栽品種普遍抗黑穗病能力較弱，亟需摸清甘蔗與病原物的互作及抗病機(jī)制，挖掘優(yōu)異抗病基因資源，培育高抗黑穗病性的品種。該研究聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)揭示了糖酵解、黃酮類生物合成、苯丙氨酸代謝和植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在甘蔗細(xì)莖野生種抵御黑穗病病原體侵染過程中發(fā)揮重要作用。從植物激素信號傳導(dǎo)途徑來看，與易感株系相比，抗性株系的生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)明顯受到抑制，而水楊酸信號轉(zhuǎn)導(dǎo)則被激活；外施生長素可顯著增加材料的感黑穗病性，其中TGA2.2 和 ARF14 這兩個(gè)核心轉(zhuǎn)錄因子在植物激素調(diào)控抗黑穗病性過程中發(fā)揮重要作用。以上研究結(jié)果為利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)手段創(chuàng)制抗黑穗病甘蔗新種質(zhì)和開展黑穗病防治提供了重要科學(xué)數(shù)據(jù)。

云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所為該論文的第一署名單位，甘蔗所劉新龍研究員和劉家勇研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了云南省基礎(chǔ)研究項(xiàng)目 (202201AU070200)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31960448)、云南種子種業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室 (202205AR070001-09)、 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 (2022YFD2301100)的共同資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c07768

圖1  《Journal of Agricultural and Food Chemistry》發(fā)表的論文

圖2 割手密感染黑穗病菌后差異表達(dá)基因和差異代謝物共表達(dá)分析

圖3 生長素和SA信號通路調(diào)控割手密抗黑穗病模式圖