越南人參，又名元陽(yáng)南七，為五加科人參屬的多年生藥用植物，主要分布在越南中部、北部和我國(guó)云南東南部，具有抗炎、抗腫瘤、抗傷害感受、抑制黑色素合成、抑制順鉑誘導(dǎo)的腎損傷、肝保護(hù)等功能，經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高，野生藥材在越南市場(chǎng)高達(dá)每公斤30萬(wàn)元人民幣。為了保護(hù)野生資源，近10年，我國(guó)開(kāi)始探索人工栽培并獲得成功，但面臨人工栽培后病害嚴(yán)重的困擾。因此，病害防控成為人工規(guī)模化栽培過(guò)程中必須解決的技術(shù)瓶頸。葉枯病是危害越南人參地上部分的一種毀滅性病害。然而，目前并不清楚越南人參葉枯病的病原菌，也不清楚越南人參抵御病原菌侵染的相關(guān)分子機(jī)制。

近日，昆明理工大學(xué)云南省三七資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室崔秀明課題組在國(guó)際植物病理學(xué)權(quán)威期刊Molecular Plant Pathology（中國(guó)科學(xué)院一區(qū)Top，IF=4.9）在線發(fā)表了題為“Melatonin Enhances Panax vietnamensis Resistance to Leaf Blight Pathogen Neofusicoccum ribis via the PvWRKY40-PvCOMT2 Module-Driven Lignin Biosynthesis”的學(xué)術(shù)論文，首次分離并鑒定了越南人參枯病病原菌為真菌類(lèi)新殼梭孢菌屬的Neofusicoccum ribis，并揭示了越南人參通過(guò)合成木質(zhì)素抵御葉枯病病原菌侵染的抗病機(jī)制，為越南人參的抗病遺傳改良提供了首個(gè)分子標(biāo)志物。

該研究采集了元陽(yáng)縣和金平縣多個(gè)越南人參種植基地中的葉枯病植株進(jìn)行了病原菌的分離，經(jīng)過(guò)形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)鑒定其為真菌類(lèi)新殼梭孢菌屬Neofusicoccum ribis，人工接種分離菌株，可以引起越南人參葉片發(fā)病，癥狀與田間一致；利用轉(zhuǎn)錄組鑒定到了木質(zhì)素合成通路和植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與到了越南人參對(duì)N.ribis侵染的應(yīng)答過(guò)程中；外源噴施茉莉酸、水楊酸、褪黑素發(fā)現(xiàn)褪黑素對(duì)木質(zhì)素的誘導(dǎo)效果最佳，也能顯著增加越南人參對(duì)N.ribis的抗性；進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，PvWRKY40與PvCOMT2不僅響應(yīng)N.ribis侵染，還響應(yīng)褪黑素的誘導(dǎo)。EMSA實(shí)驗(yàn)和雙LUC實(shí)驗(yàn)證明了PvWRKY40與PvCOMT2啟動(dòng)子之間的特異性結(jié)合；通過(guò)葉盤(pán)法成功的在本氏煙草中過(guò)表達(dá)PvCOMT2，PvCOMT2-OE的煙草擁有更多的木質(zhì)素含量，更粗壯的植物莖稈，更強(qiáng)的抗病能力。研究發(fā)現(xiàn)，越南人參在感知到Neofusicoccum ribis后，會(huì)激活體內(nèi)JA、SA、MT的合成，內(nèi)源褪黑素含量的上升抑制了PvWRKY40的表達(dá)水平，解除了PvWRKY40對(duì)PvCOMT2的抑制，最終引起木質(zhì)素積累水平的提高，增強(qiáng)越南人參對(duì)Neofusicoccum ribis的物理抗性。

昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、云南省三七資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、云南省三七研究與開(kāi)發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)崔秀明研究員和楊千講師為該論文的通訊作者，昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院碩士研究生艾明濤和博士研究生李雷林為論文的共同第一作者。本研究得到了云南省基礎(chǔ)研究面上項(xiàng)目（202401AT070410）的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1111/mpp.70117