近日，植物保護(hù)學(xué)院徐毅教授課題組聯(lián)合上海交通大學(xué)、中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心等單位，圍繞大豆抗SoSGV種質(zhì)資源篩選與耐病機制解析開展了系統(tǒng)研究，相關(guān)成果發(fā)表于國際植物生物技術(shù)權(quán)威期刊Plant Biotechnology Journal，題為“Screening and mechanistic analysis of soybean varieties resistant to stay-green syndrome caused by the soybean stay-green-associated virus”。在該研究中，研究團隊依托建立的“蟲媒傳毒-田間鑒定”技術(shù)體系，對黃淮海主產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用的大豆品種進(jìn)行了系統(tǒng)抗性篩查。通過連續(xù)三年田間實驗驗證，發(fā)現(xiàn)主栽品種對SoSGV普遍感病，大豆苗期感染SoSGV后產(chǎn)量損失普遍高達(dá)80%以上。值得關(guān)注的是，品種“阜豆18”在多點重復(fù)試驗中表現(xiàn)出穩(wěn)定的耐病性，其在病毒積累量、持青程度、癟莢率及產(chǎn)量損失等指標(biāo)上均顯著優(yōu)于其他品種，表現(xiàn)出較強的田間應(yīng)用潛力。

   大豆（Glycine max (L.) Merr.）是我國最重要的糧油兼飼用作物之一。然而，近年來我國大豆生產(chǎn)面臨“雙重壓力”：一方面，國內(nèi)對大豆的需求持續(xù)增長，國產(chǎn)大豆產(chǎn)量難以滿足消費需求，導(dǎo)致每年超過80%的大豆依賴進(jìn)口；另一方面，病蟲害的頻發(fā)加劇了大豆生產(chǎn)風(fēng)險和造成了嚴(yán)重?fù)p失，尤其是大豆“癥青”新等新發(fā)病害的廣泛暴發(fā)，對部分大豆主產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)業(yè)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

  大豆“癥青”近年來在黃淮海等主產(chǎn)區(qū)呈大面積流行態(tài)勢，感病植株在成熟期仍持青不成熟、豆莢癟空或籽粒干癟，嚴(yán)重影響收獲和產(chǎn)量，重發(fā)區(qū)甚至絕收，給農(nóng)民帶來巨大經(jīng)濟損失。2022年，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大豆病蟲害防控重點實驗室/植物保護(hù)學(xué)院陶小榮教授領(lǐng)銜的“分子植物病毒學(xué)”團隊徐毅教授課題組首次明確大豆“癥青”的重要致病病因，通過科赫式法則驗證并解析了一種新型重組雙生病毒（soybean stay-green associated virus, SoSGV）侵染能夠造成大豆“癥青”（Molecular Plant，2022）。隨后在2023年，該課題組進(jìn)一步明確了東洋網(wǎng)室葉蟬（Orosius orientalis）為SoSGV的自然傳播媒介，并結(jié)合多年多點田間調(diào)查，揭示了該病毒的發(fā)生流行規(guī)律及變異特征（Phytopathology Research, 2023）。  

 然而，大豆主栽品種對該病毒的抗性現(xiàn)狀及可能存在的抗病機制仍然不清楚。 為進(jìn)一步闡明其耐病分子機制，研究團隊利用高通量轉(zhuǎn)錄組和非靶向代謝組學(xué)聯(lián)合分析技術(shù)，比較了阜豆18與感病品種（Williams 82和中黃13）在SoSGV侵染和未侵染背景下的轉(zhuǎn)錄和代謝響應(yīng)差異。綜合分析結(jié)果表明，黃酮/異黃酮代謝途徑在阜豆18的耐病性中發(fā)揮關(guān)鍵作用。隨后，通過轉(zhuǎn)基因手段在大豆中穩(wěn)定過表達(dá)異黃酮合成關(guān)鍵酶基因IFS2，以及利用基于蘋果潛隱球狀病毒（ALSV）的VIGS系統(tǒng)沉默CHS1等關(guān)鍵基因，研究團隊驗證了黃酮/異黃酮通路與SoSGV耐病性的因果關(guān)系。這為解析大豆天然免疫機制提供了新視角，也為耐病基因的精準(zhǔn)育種提供了分子靶點。目前，研究團隊正在進(jìn)一步鑒定阜豆18中富集的差異代謝物，并測試其在SoSGV防控中的潛在生物活性，以期從化學(xué)生態(tài)角度提供新的病毒抑制策略。

通過選育和推廣具有抗病性的作物品種，可以從源頭上減少病害的發(fā)生與流行，降低農(nóng)藥使用頻率和生產(chǎn)成本。本研究成果為大豆癥青病毒的抗病育種提供了思路和指導(dǎo)。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)艾好、程銳祥、顏蓉、王耀迪和中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心吳可心為論文共同第一作者。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大豆病蟲害防控重點實驗室徐毅教授、上海交通大學(xué)劉振華教授及中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心李大鵬教授為該論文的共同通訊作者。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)陶小榮教授、喻德躍教授、程浩副教授以及阜陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院的于偉研究員在實驗與數(shù)據(jù)分析過程中為本研究提供了重要指導(dǎo)。本研究得到國家重點研發(fā)計劃青年項目、科技創(chuàng)新2030-生物育種項目以及江蘇省杰出青年項目的資助。