【中国科学报】 科学家揭示西瓜防御病毒感染的关键机制

近日，中国农科院郑州果树所西瓜甜瓜病虫害防控团队通过转录组学、代谢组学和植物激素分析，探究了西瓜对黄瓜绿斑驳花叶病毒（CGMMV）感染的抵抗机制，并揭示了水杨酸诱导的黄酮类物质合成在西瓜发育和黄瓜绿斑驳花叶病毒抗性中的关键作用。研究为培育具有黄瓜绿斑驳花叶病毒抗性的西瓜品种提供了新的思路和依据，从而促进农业生产中病毒病的管理和防控水平。研究成果发表在《实验植物学杂志》（Journal of Experimental Botany）上。

感病材料（上）与抗病材料分别接种病毒10天和20天后的表现。中国农科院供图

该研究选取了黄瓜绿斑驳花叶病毒易感的西瓜品种Zhengkang2号（ZK）和黄瓜绿斑驳花叶病毒抗性的野生西瓜资源PI 220778（PI），进行了全面分析。利用转录组学技术，发现与“ZK”植株相比，在黄瓜绿斑驳花叶病毒感染的“PI”植株中，许多与酚丙烷代谢相关的基因和代谢物显著富集，尤其是涉及黄酮类物质合成途径的基因和代谢物。同时，鉴定到导致植株呈现矮化的关键基因。

在植物激素分析方面，研究发现西瓜植株中的水杨酸水平与总黄酮类物质的水平相关，水杨酸预处理西瓜植株可以上调黄酮类物质合成基因的表达，从而增加总黄酮类物质的含量。研究团队通过进一步叶面喷施植物激素和代谢物的实验，表明外源的水杨酸或从西瓜叶中提取的黄酮类物质的应用可以有效抑制黄瓜绿斑驳花叶病毒的感染。

该研究得到了国家自然基金、中国农业科学院科技创新工程项目和国家西甜瓜产业技术体系的资助。