蔓枯病是影响甜瓜作物的一种重要真菌性病害，主要危害植株叶片、果实茎蔓和根茎等部位，田间发病率为10%左右，高温高湿的条件下发病率可达30%以上，病害严重的年份造成毁灭性减产，严重阻碍了甜瓜产业的可持续发展。甜瓜蔓枯病的防治主要依赖化学药剂，化学防治通常会引起病原菌耐药性和环境污染等问题，而利用野生抗源培育抗病品种是防治甜瓜蔓枯病最经济最有效的措施。因此，分析甜瓜对蔓枯病侵染作出的防御响应及抗性机制，对于甜瓜抗蔓枯病材料创制和遗传改良具有重要意义。

近日，中心与华中农业大学合作在国际期刊《Plant Cell & Environment》（中科院植物科学一区/JCR植物科学一区，IF:7.3）在线发表了题为“Integrated full-length transcriptome and metabolome analysis reveals the defence response of melon to gummy stem blight”的研究论文，中心张永兵研究员与华中农业大学孔秋生教授为本文共同通讯作者，在读硕士生汪海燕为第一作者。研究首次整合全长转录组、靶向代谢组和组织化学染色等方法，比较分析了抗/感甜瓜材料对蔓枯病侵染的防御响应差异，研究成果不仅补充了甜瓜/蔓枯病互作的理论基础，也有助于甜瓜蔓枯病抗性育种的应用研究。

作者利用台盼蓝染色法对蔓枯病病原菌在抗病甜瓜PI511890与感病甜瓜Payzawat叶片上的生长及侵染过程进行观察，在感病材料Payzawat上可以明显观察到病原菌侵染的完整过程，病原菌在抗病材料PI511890的叶片上的生长受到了明显的抑制，在24 hpi才观察到分生孢子萌发。同时，Payzawat叶片上ROS的积累量在24 hpi显著高于PI511890。实验表明蔓枯病病原菌的入侵促进了甜瓜叶片上活性氧的积累，并且确定24 hpi为Payzawat与PI511890对蔓枯病病原菌的侵染早期作出不同防御响应的关键时间点。

文章对所检测的910种代谢物进行了分类、差异鉴定及富集分析，其中黄酮类物质占比最多。6种差异代谢物在抗感材料中表现出完全相反的积累模式，草酸在PI511890经病原菌侵染后正积累而在Payzawat中负积累，PI511890中正积累的草酸来源于三羧酸循环和乙醛酸循环。通过全长转录组与代谢组的联合分析，进一步揭示转录后调控广泛参与了甜瓜对蔓枯病的防御响应，并推断圣草酚和草酸为甜瓜抗蔓枯病的早期标志性代谢物。研究揭示了甜瓜在转录与代谢水平上对蔓枯病的早期防御响应，为阐明甜瓜对蔓枯病的抗性机制提供了重要的理论依据。

本研究得到天池英才特聘专家计划、国家西甜瓜产业体系和新疆自治区重大科技专项课题等项目资助。

    原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/share/author/ZMBIEFNDDZAY5MH5N9VG?target=10.1111/pce.14865