陕西
高温胁迫与灰霉病是草莓生产中最主要的非生物与生物胁迫，高温会抑制植株光合作用，灰霉病菌（Botrytis cinerea）侵染可造成叶片、果实大量腐烂，二者共同严重制约草莓产量与品质，依赖化学药剂防控又带来农药残留、病原菌抗性上升等现实生产难题。近日，四川省农业科学院园艺研究所李洪雯研究员团队在International Journal of Molecular Sciences发表了题为 “GenomeWide Identification of NLP Family Genes in Cultivated Strawberry (Fragaria ×ananassaDuch.) and Analysis of Their Expression Under Heat andBotrytis cinereaStresses” 的研究论文。该研究完成八倍体栽培草莓NLP 转录因子家族的全基因组系统解析，揭示FaNLP基因在高温胁迫与灰霉病侵染条件下的表达响应特征，为草莓抗逆分子育种挖掘了一批候选基因资源，为解析NLP介导的草莓抗逆调控网络提供重要理论依据。
该研究以八倍体栽培草莓‘Camarosa’参考基因组为基础，在全基因组范围内共鉴定得到37个FaNLP家族基因，命名为FaNLP1FaNLP37。对蛋白理化性质、保守基序、基因结构、染色体定位、共线性关系开展系统分析；系统发育分析将 37个FaNLP划分为3个亚家族，基因不均匀分布在草莓7套亚基因组染色体上，片段复制是驱动FaNLP家族扩张的主要进化动力。蛋白保守结构域分析发现，大部分FaNLP 蛋白含有 NLP家族标志性RWPRK与PB1保守结构域，部分成员发生结构缺失，预示家族内部产生功能分化；亚细胞定位预测显示多数 FaNLP 蛋白定位于细胞核，符合转录因子的功能特征，少数成员预测定位于叶绿体，暗示其可能参与叶绿体内部信号调控。顺式作用元件分析发现FaNLP基因启动子上大量富集激素响应、高温、病害胁迫相关顺式元件，预示该家族广泛参与草莓逆境应答过程。物种间共线性与Ka/Ks分析表明，草莓NLP基因经受强烈纯化选择压力，与拟南芥的同源共线性对数量显著高于水稻，反映双子叶植物间NLP 进化关系更近。
研究选取生产上主栽品种‘红颜’与本团队选育品种‘蜀星’为试验材料，开展高温胁迫、灰霉病菌人工接种处理，系统测定两个品种表型、光合参数、抗氧化酶（SOD、POD、CAT）、丙二醛（MDA）、几丁质酶活性等生理生化指标。灰霉病接种后，‘红颜’病斑扩展面积显著大于‘蜀星’；高温处理后两个品种均出现叶片萎蔫失水，二者光合作用、抗氧化系统响应模式存在明显差异，证明‘蜀星’具备更强的综合抗逆表型。qRTPCR对11个代表性FaNLP基因开展表达检测，结果显示：无论是高温胁迫还是灰霉病菌侵染处理，所有检测基因在‘蜀星’中均表现显著高于‘红颜’的上调表达模式，部分基因在‘蜀星’中极显著诱导表达，说明FaNLP家族很可能参与草莓高温耐受性和灰霉病防御响应，基因的高表达水平与品种抗逆表型存在关联。
综上所述，该研究首次完成栽培草莓 NINlike 蛋白（NLP）转录因子家族的全基因组鉴定与系统解析，明确家族进化特征、基因结构特点；通过不同抗逆能力品种对比，探索FaNLP家族基因参与草莓对高温、灰霉病的应答，挖掘得到一批抗逆候选基因，为后续开展草莓抗逆种质创新、分子遗传改良提供重要的基因储备与理论支撑。
四川省农业科学院园艺研究所陈丽娟助理研究员为该论文第一作者，李洪雯研究员为通讯作者。何如钰博士、王东副研究员、肖巧博士、邓海燕共同参与本研究。该研究得到四川省农科院高层次人才引进专项、四川省 “十四五” 果树育种攻关、国家自然科学基金青年科学基金（C 类）项目资助。
https://doi.org/10.3390/ijms27177754
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