近日，中國農業科學院煙草研究所、福建省煙草科學研究所、山東臨沂煙草有限公司等多家單位在Plant Physiology發表了題為“Naringenin restricts the colonization and growth of Ralstonia solanacearum in tobacco mutant KCB-1”的研究論文。

植物青枯病是由青枯雷爾氏菌（Ralstonia solanacearum，簡稱青枯菌）引起的土傳性細菌病害，影響包括茄科作物煙草、番茄、辣椒等在內的多種植物的生長，造成巨大的經濟損失。在高溫高濕的環境下，青枯菌通過植物的根系進入木質部導管，隨后轉移到地上部并大量繁殖，造成木質部導管堵塞，導致植物葉片失水萎蔫，嚴重則使植物腐爛死亡。目前，青枯病的防治主要通過農藥、微生物殺菌劑等，防效穩定性較差，還易造成環境污染。培育抗病品種是綠色、有效的方法。煙草作為一種重要的經濟作物，其生長發育過程中也受到青枯病的廣泛影響。目前，中國種植的煙草品種多易感或中感青枯病，且抗病育種工作缺乏高抗性的抗源。針對該瓶頸問題，中國農業科學研究院煙草研究所功能基因組創新團隊通過甲基磺酸乙酯對感病品種“翠碧一號（CB-1）”進行化學誘變，篩選、鑒定到多個青枯病抗性突變體資源。而后通過多代回交獲得了近等基因系“KCB-1”，其在生產中表現出抗—高抗青枯病的特性。

針對目前“KCB-1”抵御青枯菌侵染的抗性機制仍不清晰的問題，該研究首先通過組織切片分析了青枯菌在抗青枯病煙草“KCB-1”和易感青枯病煙草“CB-1”的定殖差異，結果表明“KCB-1”的根具有限制青枯菌吸附和定殖的能力。通過轉錄組和代謝組聯合分析，鑒定到次級代謝產物柚皮素在抗病煙草“KCB-1”的根系中顯著上調。隨后借助體外抑菌實驗、掃描電鏡、透射電鏡、高效液相色譜和轉錄組及16S測序等多種技術手段揭示了柚皮素抑制青枯菌侵染與繁殖的調控機制。進一步，利用生物技術手段對調控柚皮素生物合成的關鍵基因NtCHI進行了敲除和過表達分析，研究并證明內源柚皮素含量降低或提高可以顯著改變煙草對青枯病的抗性。此外，研究還對多個抗、易感煙草品種資源在接種青枯菌前后根部柚皮素含量進行了測定，結果表明煙草根部柚皮素含量與煙草對青枯病的抗性水平顯著正相關。

該研究揭示了植物內源代謝產物柚皮素具有限制青枯菌定殖和生長的能力，是“KCB-1”青枯病抗性產生的重要原因之一。為解析煙草青枯病抗性突變體的抗病機制和植物青枯病防控提供了重要參考。

該研究由中國農業科學院煙草研究所、福建省煙草科學研究所、山東臨沂煙草有限公司等單位聯合完成。中國農業科學院煙草研究所博士研究生石好琪為論文第一作者、碩士研究生蔣家樂為共同第一作者，孫玉合研究員及王衛峰和丁安明副研究員為共同通訊作者。福建省煙草科學研究所余文、程崖芝、巫升鑫、山東臨沂煙草有限公司宗浩及中國農業科學院煙草研究所的王曉強副研究員參與了該項研究。這項工作得到了中國農業科學院科技創新工程（ASTIP-TRI02）和中國煙草總公司基因組計劃重大專項（110202201011（JY-11））等項目資助。