2025年3月,西南大学柑桔研究所国家柑桔品种改良中心,西部(重庆)科学城种质创制大科学中心柑橘创制工程团队,在国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院1区Top期刊)发表题为“Genome-wide identification and expression analyses of ABSCISIC ACID-INSENSITIVE 5 (ABI5) genes in Citrus sinensis reveal CsABI5-5 confers dual resistance to Huanglongbing and citrus canker”的研究论文。
柑橘黄龙病和溃疡病是柑橘产业中最具毁灭性的两种细菌病害,分别由韧皮部杆菌属革兰氏阴性菌亚洲种(Candidatus Liberibacter asiaticus, CLas)和柑橘黄单胞杆菌柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp. citri, Xcc)引起。本研究对柑橘ABI5家族基因进行系统鉴定和表达分析,发现CsABI5-5在柑橘黄龙病和溃疡病胁迫条件下,CsABI5-5的表达量显著下降。此外,其表达受植物防御激素水杨酸、乙烯和脱落酸的诱导,并被茉莉酸甲酯下调。于是,构建CsABI5-5超量表达载体并获得了转基因柑橘材料。非转基因对照毛状根中CLas含量显著高于叶中脉,约为叶中脉CLas含量的1.2倍。而CsABI5-5转基因毛状根中的CLas含量与其叶中脉无明显差异。这表明CsABI5-5对CLas增殖具有抑制作用。转基因柑橘叶片接种Xcc,从第5天出现溃疡病症状起,超量表达CsABI5-5的叶片中的Xcc种群远低于对照植物;接种第10天,与对照相比病斑面积减少47.95%–65.07%,病情指数降低31.46%–41.53%。这些结果表明CsABI5-5的超量表达,赋予柑橘对溃疡病的更强抗性,抑制Xcc增殖,并显著减轻柑橘溃疡病症状。进一步分析发现,CsABI5-5通过调控植物防御反应相关基因的表达,如水杨酸、茉莉酸、脱落酸生物合成和信号转导基因、胼胝质和活性氧相关的酶基因,调节植物激素水平、胼胝质沉积、过氧化氢积累和抗氧化酶活性,从而影响柑橘对黄龙病和溃疡病的抗性。

图:超量表达CsABI5-5增强柑橘对黄龙病和溃疡病的抗性
综上,本研究揭示了CsABI5-5在柑橘响应CLas和Xcc入侵时发挥重要抗性功能,为柑橘抗黄龙病和溃疡病育种研究提供了优良抗性基因资源。
西南大学柑桔研究所已毕业硕士研究生郭兴茹为论文第一作者,姚利晓副研究员和陈善春研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2021YFD1400800)、重庆市自然科学基金(CSTB2023NSCQ-MSX0519)、现代农业产业技术体系(CARS-26)以及西南大学创新研究2035试点计划项目(SWU-XDZD22002)的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.141611