基因研究揭示生物控制剂如何帮助葡萄藤抵抗真菌病害

一个国际团队的研究人员利用先进的遗传分析方法，研究了葡萄树在面对与Botryosphaeria枯萎病有关的真菌Neofusicoccum parvum时如何应对生物防治剂。这种病害是全球葡萄园面临的主要威胁，尤其是在气候变化增加植物压力和病害压力的情况下。这项最近被《植物病理学》（Phytopathology）杂志接受的研究主要针对霞多丽（Chardonnay）和添普兰尼洛（Tempranillo）这两种葡萄栽培品种，研究了它们在两种不同的生物防治剂保护下的分子反应：枯草芽孢杆菌 PTA-271 和毛霉菌 SC1。

这项研究是 BIOVIGNE 计划的一部分，得到了法国地区当局和行业合作伙伴的支持。科学家们在葡萄树上施用了生物控制剂，然后接种了N. parvum。处理几天后采集叶片样本进行 RNA 测序（RNA-seq），研究人员通过这种方法可以了解在不同条件下植物体内哪些基因处于活跃状态。研究结果通过定量实时 PCR（qRT-PCR）技术进行了验证，该技术可确认基因表达的变化。

生物信息学分析包括基因数据的质量控制、序列修剪、与葡萄基因组比对，以及识别在不同处理条件下表达不同的基因。研究人员还进行了功能富集分析，以了解哪些生物过程受到了影响。

研究结果表明，霞多丽和添普兰尼洛在受到副葡萄孢菌侵染和受到生物控制剂保护时，会激活不同的基因集。霞多丽的主要变化涉及与萜烯和类胡萝卜素（通常与植物防御和香气有关的化合物）相关的途径。在丹魄中，反应则更多地集中在氨基酸运输和光合作用上。在枯草芽孢杆菌 PTA-271 的保护下，霞多丽在苯丙类途径和其他因其在植物防御中的作用而闻名的次生代谢过程中表现出更高的活性。相比之下，Trichoderma atroviride SC1 在丹魄中引发了更广泛的代谢变化。

重要的是，这项研究在葡萄叶片中发现了潜在的分子标记，有助于区分受生物控制剂保护的健康植株和受副鳞霉菌感染的植株。这些标记可用于早期检测疾病或监测苗圃和葡萄园的植物健康状况，为种植者提供了一种实用工具。

目前，还没有有效的化学疗法来治疗葡萄树干病害（如Botryosphaeria枯萎病）。使用生物控制剂被认为是葡萄园可持续管理的一种有前途的替代方法。通过了解这些药剂如何在不同葡萄品种的基因水平上发挥作用，研究人员希望开发出更好的病害预防和控制策略。

RNA-seq 和 qRT-PCR 分析是在与项目合作伙伴相关的专业平台上进行的。这项工作为非化学方法管理葡萄树干疾病提供了新的证据，并强调了基于分子生物标志物的早期检测工具的重要性。

The study was led by Catarina Leal, Larissa Heck, Idir Saber, Dina Aggad, Nicolas Richet, David Gramaje, Josep Armengol, Florence Fontaine, and Patricia Trotel-Aziz.他们的研究为如何利用生物方法而不是传统的化学处理方法保护葡萄藤免受严重的真菌威胁提供了新的见解。