近日,中國熱科院環植所熱帶糧食與特色作物病害研究團隊在咖啡抗銹機制研究方面取得新進展,首次報道了大粒種咖啡(Coffea liberica)轉錄組并發現苯丙氨酸裂解酶基因的表達與咖啡抗銹機制密切相關。
由咖啡駝孢銹菌(Hemileia vastatrix)引起的咖啡銹病是一種毀滅性病害,已成為制約咖啡生產的重要植保問題。在目前主要用于商業栽培的小粒種咖啡(Coffea arabica)、中粒種咖啡 (Coffea canephora)、大粒種咖啡中,大粒種咖啡抗銹性較強,解析其抗銹機制對選育抗銹咖啡新品種具有重要意義。研究團隊通過二代測序技術組裝了大粒種咖啡轉錄組,共獲得55446個轉錄本,選取其中的單拷貝基因構建了咖啡屬物種極大似然進化樹,發現大粒種咖啡與中粒種咖啡親緣關系較近。同時,鑒定出咖啡屬物種的苯丙氨酸裂解酶基因(PAL),發現其在大粒種咖啡、中粒種咖啡中表達水平較高。表達分析表明,銹菌侵染后,PAL基因在小粒種咖啡抗銹品種HDT中的表達水平顯著高于感銹品種Caturra,表明其與咖啡銹病抗性密切相關,為咖啡抗銹品種的選育提供了重要參考。
該研究成果以“De novo transcriptome assembly of Coffea liberica reveals phylogeny and expression atlas of phenylalanine ammonia-lyase genes in Coffea species”為題發表于《Industrial Crops and Products》。中國熱科院環植所黃興助理研究員為論文第一作者,吳偉懷副研究員和易克賢研究員為論文通訊作者。該研究得到了海南省科協青年科技英才創新計劃、中國熱帶農業科學院基本科研業務費等項目資助及農業農村部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室、海南省熱帶農業有害生物監測與控制重點實驗室、海南省院士團隊創新中心等平臺的支持。