植保院丨我校大豆病虫害防控重点实验室联合取得防控大豆症青病毒新进展

 近日，拉斯维加斯3499网站登录徐毅教授课题组联合上海交通大学、中国科学院分子植物科学卓越创新中心等单位，围绕大豆抗SoSGV种质资源筛选与耐病机制解析开展了系统研究，相关成果发表于国际植物生物技术权威期刊Plant Biotechnology Journal，题为“Screening and mechanistic analysis of soybean varieties resistant to stay-green syndrome caused by the soybean stay-green-associated virus”。在该研究中，研究团队依托建立的“虫媒传毒-田间鉴定”技术体系，对黄淮海主产区推广应用的大豆品种进行了系统抗性筛查。通过连续三年田间实验验证，发现主栽品种对SoSGV普遍感病，大豆苗期感染SoSGV后产量损失普遍高达80%以上。值得关注的是，品种“阜豆18”在多点重复试验中表现出稳定的耐病性，其在病毒积累量、持青程度、瘪荚率及产量损失等指标上均显著优于其他品种，表现出较强的田间应用潜力。

   大豆（Glycine max (L.) Merr.）是我国最重要的粮油兼饲用作物之一。然而，近年来我国大豆生产面临“双重压力”：一方面，国内对大豆的需求持续增长，国产大豆产量难以满足消费需求，导致每年超过80%的大豆依赖进口；另一方面，病虫害的频发加剧了大豆生产风险和造成了严重损失，尤其是大豆“症青”新等新发病害的广泛暴发，对部分大豆主产区的产业安全构成了严重威胁。

  大豆“症青”近年来在黄淮海等主产区呈大面积流行态势，感病植株在成熟期仍持青不成熟、豆荚瘪空或籽粒干瘪，严重影响收获和产量，重发区甚至绝收，给农民带来巨大经济损失。2022年，拉斯维加斯3499cc农业农村部大豆病虫害防控重点实验室/拉斯维加斯3499网站登录陶小荣教授领衔的“分子植物病毒学”团队徐毅教授课题组首次明确大豆“症青”的重要致病病因，通过科赫式法则验证并解析了一种新型重组双生病毒（soybean stay-green associated virus, SoSGV）侵染能够造成大豆“症青”（Molecular Plant，2022）。随后在2023年，该课题组进一步明确了东洋网室叶蝉（Orosius orientalis）为SoSGV的自然传播媒介，并结合多年多点田间调查，揭示了该病毒的发生流行规律及变异特征（Phytopathology Research, 2023）。  

 然而，大豆主栽品种对该病毒的抗性现状及可能存在的抗病机制仍然不清楚。 为进一步阐明其耐病分子机制，研究团队利用高通量转录组和非靶向代谢组学联合分析技术，比较了阜豆18与感病品种（Williams 82和中黄13）在SoSGV侵染和未侵染背景下的转录和代谢响应差异。综合分析结果表明，黄酮/异黄酮代谢途径在阜豆18的耐病性中发挥关键作用。随后，通过转基因手段在大豆中稳定过表达异黄酮合成关键酶基因IFS2，以及利用基于苹果潜隐球状病毒（ALSV）的VIGS系统沉默CHS1等关键基因，研究团队验证了黄酮/异黄酮通路与SoSGV耐病性的因果关系。这为解析大豆天然免疫机制提供了新视角，也为耐病基因的精准育种提供了分子靶点。目前，研究团队正在进一步鉴定阜豆18中富集的差异代谢物，并测试其在SoSGV防控中的潜在生物活性，以期从化学生态角度提供新的病毒抑制策略。

通过选育和推广具有抗病性的作物品种，可以从源头上减少病害的发生与流行，降低农药使用频率和生产成本。本研究成果为大豆症青病毒的抗病育种提供了思路和指导。拉斯维加斯3499cc艾好、程锐祥、颜蓉、王耀迪和中国科学院分子植物科学卓越创新中心吴可心为论文共同第一作者。拉斯维加斯3499cc农业农村部大豆病虫害防控重点实验室徐毅教授、上海交通大学刘振华教授及中国科学院分子植物科学卓越创新中心李大鹏教授为该论文的共同通讯作者。拉斯维加斯3499cc陶小荣教授、喻德跃教授、程浩副教授以及阜阳市农业科学院的于伟研究员在实验与数据分析过程中为本研究提供了重要指导。本研究得到国家重点研发计划青年项目、科技创新2030-生物育种项目以及江苏省杰出青年项目的资助。