2026年7月5日，sjb世俱杯官方网站园艺学院菊花遗传与种质创新团队在国际权威期刊《The Plant Cell》在线发表了题为“Graft transmissible resistance to Alternaria alternata is mediated by rootstock to scion JA transport activating raffinose synthesis”的研究论文，揭示了砧木源茉莉酸作为长距离移动信号赋予嫁接菊花黑斑病抗性的分子机制。
黑斑病由真菌链格孢菌（Alternaria alternata）引起，是一种全球性植物病原菌，对多种重要经济作物构成严重威胁。菊花作为菊科的代表性植物，具有极高的观赏、药用和茶用等价值，但其栽培过程易受链格孢菌侵害，严重影响其产量和品质，目前尚缺乏有效的防治措施。嫁接是一项古老的园艺技术，早在1500余年前，《齐民要术》就已记载嫁接可改善果实品质；19世纪，将欧洲葡萄嫁接到抗根瘤蚜的美洲葡萄砧木上，更是一举拯救了濒临崩溃的欧洲葡萄酒产业。如今，嫁接已被广泛应用于提高植物对病虫害的抗性，但是，抗性砧木如何远程激活接穗的防御系统仍是一个悬而未决的关键科学问题。
图1 北艾为砧木嫁接提高菊花黑斑病抗性
该研究以菊花-北艾（Artemisia vulgaris）嫁接材料作为研究体系，发现将感病菊花接穗嫁接到抗病北艾砧木后，接穗的黑斑病抗性得到显著增强。通过不同嫁接组合转录组分析，鉴定出一个编码棉子糖合成酶的基因CmRS6，接种链格孢菌后，该基因在北艾为砧木的嫁接植株中表达显著上调，而在感病的菊花自接植株中表达无显著变化，暗示其在将北艾抗性传递到接穗中发挥重要作用。功能验证表明CmRS6正调控菊花对链格孢菌的抗性。更重要的是，外源棉子糖处理也可增强番茄、甘蓝和苹果等植物对链格孢菌的抗性，凸显了其广谱防御功能。研究表明，棉子糖并非直接杀菌，而是作为信号分子触发活性氧介导的免疫反应以抵御病菌侵染。
进一步研究发现，转录因子CmERF1B可以直接结合CmRS6启动子并促进其表达，诱导棉子糖积累，正调控菊花链格孢菌抗性；而茉莉酸信号通路阻遏蛋白CmJAZ1-like则通过直接互作抑制CmERF1B的转录激活功能。有趣的是，嫁接、同位素标记、质谱和遗传分析证实，链格孢菌侵染可促进北艾砧木向菊花接穗长距离运输茉莉酸，诱导CmJAZ1-like蛋白降解，释放CmERF1B并促进CmRS6表达，进而积累棉子糖，最终提高接穗的抗病性。
图2 砧木源茉莉酸信号调控嫁接菊花黑斑病抗性的工作模型
该研究首次揭示了砧木源茉莉酸向接穗的长距离运输是嫁接抗病性传递的重要机制，并将棉子糖的功能从传统非生物胁迫保护剂拓展至生物胁迫免疫信号分子。这些成果不仅为菊花抗病育种提供了关键靶标基因，也为作物黑斑病的绿色防控提供了新策略，更为理解植物长距离信号调控网络提供了新视角。
sjb世俱杯官方网站园艺学院钟山青年研究员李文杰为论文第一作者，管志勇教授和陈发棣教授为论文共同通讯作者。刘晔副教授、赵爽副教授、王利凯教授、王振兴教授、蒋甲福教授、陈素梅教授、已毕业硕士生郑珊瑚、已毕业博士生詹庆玲、科研助理孙艳艳、已毕业博士生张舒桓（现苏州农业职业技术学院讲师）和关云霄（现福建农林大学讲师）以及sjb世俱杯官方网站分析测试中心教授级高级实验师马洪雨和瑞典农业科学大学Charles W. Melnyk教授为共同作者。此外，sjb世俱杯官方网站陈世国教授、渠慎春教授以及中国农业大学张文娜副教授提供了关键支持。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家现代农业产业技术体系、国家资助博士后研究人员计划、中国博士后科学基金面上项目、江苏省种业振兴揭榜挂帅项目、江苏高校优势学科建设工程、中央高校基本科研业务费以及瓦伦堡学院研究员计划等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koag210
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