2023年1月10日，国家柑桔品种改良中心在国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（中科院1区Top期刊，IF2021=8.025）发表题为“CsAP2-09 confers resistance against citrus bacterial canker by regulating CsGH3.1L-mediated phytohormone biosynthesis”的研究论文，报道了CsAP2-09通过CsGH3.1L正调控柑橘溃疡病抗性的机制。

柑橘溃疡病是由柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种（Xanthomonas citri subsp. citri，Xcc）引起的细菌性病害，严重危害柑橘产业的发展。CsAP2-09系该团队前期鉴定的柑橘溃疡病抗性基因，在Xcc诱导下CsAP2-09在抗病种质四季橘中的表达上调，而在感病品种晚锦橙中表达变化不明显，CsAP2-09过表达可明显增强转基因柑橘对溃疡病的抗性（He et al., 2019）。GH3在植物生长素信号途径及防卫反应中有重要作用，CsGH3.1L过表达可增强溃疡病抗性（Zou et al., 2019）。但CsAP2-09和CsGH3.1L对柑橘溃疡病抗性的调控机制尚不清楚。

该研究根据CsAP2-09转基因植株的转录组和qRT-PCR分析，发现CsAP2-09正调控CsGH3.1L的表达。通过酵母单杂（Y1H）、凝胶阻滞（EMSA）和双荧光素酶报告（Dual-LUC）等证明了CsAP2-09靶向CsGH3.1L的启动子并激活CsGH3.1L的表达。CsAP2-09过表达和CsGH3.1L过表达均上调水杨酸（SA）和乙烯（ET）的合成、下调吲哚乙酸（IAA）的合成。在CsAP2-09的干扰植株中瞬时过表达CsGH3.1L可以一定程度上恢复CsAP2-09干扰对IAA、SA和ET合成的影响。该团队前期研究证明SA可正调控溃疡病抗性（Long et al., 2019），IAA可负调控溃疡病抗性（Zou et al., 2019），而本研究则证明ET也对溃疡病抗性有正调控功能，SA和ET也被证明正诱导CsAP2-09的表达。结合以上结果，我们构建了CsAP2-09调控溃疡病抗性的分子模型：CsAP2-09正调控CsGH3.1L表达，进而上调SA和ET合成并下调IAA合成，正调控柑橘溃疡病抗性，同时SA和ET反馈调控CsAP2-09的表达，形成闭环通路，进一步增强抗病性。

反向遗传学方法通过激活或抑制上述调控通路使转基因植株对溃疡病产生不同的抗、感性：CsAP2-09过表达可激活上述抗病通路，增强转基因植株对溃疡病的抗性；CsAP2-09干扰表达则抑制了该抗病通路，使转基因植株更感病。CsAP2-09-CsGH3.1L通路也可能是不同柑橘种质溃疡病抗、感性形成的一个原因：溃疡病菌侵染四季橘时，CsAP2-09被上调，激活该抗病通路，赋予四季橘较强的抗病性；而溃疡病菌侵染晚锦橙时，未激活该抗病通路，因而晚锦橙易感溃疡病。该研究加深了对CsAP2-09及其相关调控机制的理解，提高了CsAP2-09在柑橘抗溃疡病分子育种中的潜在价值。

CsAP2-09通过调控CsGH3.1L介导的激素合成赋予柑橘溃疡病抗性

硕士研究生傅佳为论文第一作者，李强副教授和何永睿副研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目（2022YFD1201600）、现代农业（柑桔）产业技术体系（CARS-26）和重庆市自然科学基金（cstc2020jcyj-msxmX1064）等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.12.311。