胡椒瘟病是由辣椒疫霉菌 （Phytophthora capsici Leon） 引起的一種氣候依賴型、傳染力很強(qiáng)的土傳性病害。胡椒主栽品種抗瘟病能力差，已成為影響世界胡椒產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的“卡脖子”難題。上千年的胡椒栽培歷史，孕育了豐富的栽培品種和地方品種等種質(zhì)資源，但尚未在胡椒生物學(xué)種內(nèi)發(fā)現(xiàn)高抗瘟病種質(zhì)。近10年來，香飲所通過對(duì)300多份核心資源的系統(tǒng)鑒定評(píng)價(jià)，篩選出一種高抗胡椒瘟病、中國(guó)特有的野生近緣種——黃花胡椒 （Piper flaviflorum）。

 

　　為探索黃花胡椒抗性的分子機(jī)制，香飲所胡椒種質(zhì)資源團(tuán)隊(duì)以高抗瘟病種質(zhì)黃花胡椒和易感病品種熱引1號(hào)胡椒為研究對(duì)象，對(duì)黃花胡椒和熱引1號(hào)胡椒在接種辣椒疫霉菌后不同時(shí)間下進(jìn)行了比較轉(zhuǎn)錄組和代謝組的多組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其基因表達(dá)譜有很大差異，包括植物－病原體相互作用、植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和次要代謝途徑以及木質(zhì)素的合成。代謝組學(xué)分析表明，抗病黃花胡椒具有高背景內(nèi)源ABA，并在接種辣椒后ABA和SA的積累增加，而感病栽培種胡椒則具有高背景的內(nèi)源IAA和JA-ile積累。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)黃花胡椒比熱引1號(hào)胡椒有更多的木質(zhì)素積累，接種后木質(zhì)素前體積累較高。該研究初步解析了黃花胡椒的抗逆分子機(jī)制，從理論上解釋了黃花胡椒作為砧木材料的優(yōu)勢(shì)。

 

　　上述研究成果可為胡椒抗病育種提供新策略，可為木質(zhì)素積累調(diào)控胡椒抗瘟病的分子機(jī)制提供理論依據(jù)。該成果以題為“Comparative transcriptome and metabolome analysis of resistant and susceptible Piper species upon infection by the oomycete Phytophthora capsici”的研究論文發(fā)表于植物學(xué)領(lǐng)域期刊《Frontiers in Plant Science》（IF（2022）=6.627）。香飲所熱帶香辛飲料種質(zhì)資源研究室的范睿副研究員以及浙江農(nóng)科院陶曉園為該論文的第一作者。此項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和海南省院士創(chuàng)新平臺(tái)科研項(xiàng)目的資助。

 

　　抗性品種（黃花胡椒）和易感品種（熱引1號(hào)胡椒）在辣椒疫霉菌侵染后的不同轉(zhuǎn)錄組和代謝組分析示意圖

 

　　全文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.864927