林木与锈菌互作的侵染特征及分子机制研究进展

摘要

林木锈病广泛分布在世界各地并严重威胁树木健康。作为活养寄生菌的锈菌，其侵染木本植物的过程与其他病原菌有很大区别。解析锈菌侵染寄主树木的组织病理学过程，和锈菌在不同发育阶段与寄主互作的分子机制是植物病理学领域的热点问题。高通量测序技术的广泛应用，有效促进了锈菌和寄主树木复杂基因组数据的获取与深度分析。尤其是对落叶松-杨栅锈菌（Melampsora larici-populina Kleb.）、咖啡驼孢锈菌Hemileia vastatrix Berk.et Br.和桃金娘锈病菌[Austropuccinia psidii (G. Winter) Beenken]的基因组结构解析，突出了转座子扩增在锈菌的寄主选择及环境适应中的重要意义。而基于锈菌完整生活史阶段的转录组数据整合分析，为揭示锈菌复杂生活史及其生物学特性的分子调控机制提供了新线索。解析林木锈菌中数量庞大的效应蛋白功能是揭示锈菌与寄主互作分子机制的关键途径之一，在依赖于模式植物的功能表征体系验证林木锈菌效应蛋白功能方面困难重重，但在锈菌侵染不同抗性寄主的分子机制研究方面取得了一定突破。通过锈菌和林木寄主高质量基因组数据的联合分析、效应蛋白功能验证体系的完善及林木-锈菌互作体系中微生物组的功能探究，有望推进林木与锈菌互作分子机制研究进入新阶段。

关键词

林木 / 锈菌 / 组织病理学 / 效应蛋白 / 分子机制