近日,食用菌產業技術體系食用菌病害防控崗位團隊在Scientia Horticulturae(中科院二區top期刊)在線發表了題為“Differential analyses of morphology and transcription from oyster mushroom Pleurotus ostreatus response to brown blotch disease”的研究論文。該研究對平菇種質材料進行了黃斑病抗性評價,篩選出了抗性菌株HP36和敏感菌株HP801。進一步通過形態和轉錄組的比較分析,揭示了不同平菇菌株對黃斑病抗性差異的分子機制,為抗性菌株的選育提供了重要參考。
平菇是世界上廣泛栽培的一種食用菌,但由托拉斯假單胞菌引起的黃斑病給平菇產業造成了巨大的經濟損失。在過去的幾十年里,包括化學防治和農業防治在內的多種策略被用于防控平菇黃斑病,而選育抗性菌株是最有效和最長期的防控方法。揭示平菇黃斑病抗性差異的分子機制,挖掘關鍵候選基因開發遺傳標記,繼而進行分子標記輔助選擇,是抗性平菇菌株選育的有效途徑。
研究團隊鑒定并分析了黃斑病抗性菌株HP36和敏感菌株HP801在托拉斯假單胞桿菌感染后的形態學、細胞結構、生理生化和轉錄組差異。顯微觀察結果表明,托拉斯假單胞桿菌更容易在HP801的菌蓋上定殖,并且在感染后的HP801中,大部分亞細胞結構被破壞。轉錄組分析表明,參與細胞壁降解、抗氧化活性、蛋白質折疊和信號轉導的基因在HP801感染早期下調表達。研究團隊提出了一個黃斑病抗性差異的分子機制模型。在HP801中,蛋白激酶基因的下調導致應激感知和信號轉導失敗,抗氧化基因的下調擾亂了氧化還原穩態,導致丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)積累。相比之下,抗氧化、應激傳感和信號轉導相關基因在感染托拉斯假單胞桿菌的HP36中穩定表達。此外,高水平的ROS引起熱休克蛋白、自噬和細胞壁完整性相關基因的表達改變,導致HP801感染菌蓋中細胞器和細胞壁受損。
不同侵染階段抗性和敏感平菇菌株的子實體形態特征
平菇黃斑病抗性差異分子機制模型
(來源:食用菌產業技術體系)