中國林科院森環(huán)森保所植物病原與病害管理學科組團隊近日在植物抗病機制領域取得重要突破，揭示了紅松在感染松材線蟲病的早期階段，通過激活萜類與黃酮類化合物的生物合成途徑，形成關鍵防御屏障。這一發(fā)現(xiàn)為松材線蟲病的早期診斷及抗病樹種選育提供了新方向。

松材線蟲病被稱為“松樹癌癥”，由松材線蟲通過媒介昆蟲傳播，可導致松樹水分運輸系統(tǒng)阻塞并迅速死亡，對我國北方紅松林及生態(tài)系統(tǒng)構成嚴重威脅。研究團隊通過人工接種實驗發(fā)現(xiàn)，紅松感染線蟲5天后出現(xiàn)針葉萎蔫癥狀，20天后死亡率超90%，而感染初期（5天內(nèi)）雖無癥狀，但分子層面已啟動防御響應。

通過轉錄組、代謝組和蛋白質(zhì)組聯(lián)合分析，研究結果表明，感染5天的紅松中，1574個基因顯著上調(diào)，包括17個萜類合成相關基因、41個苯丙素類及22個黃酮類合成基因。此外，36種代謝物豐度顯著增加，包括具殺線蟲活性的柚皮素和3-甲基-2-氧代戊酸，這兩種化合物可使線蟲死亡率分別提升21.14%和57.59%，并顯著抑制其運動能力。而且，絲氨酸/蘇氨酸激酶、果膠甲基化調(diào)節(jié)蛋白等抗逆相關蛋白在感染后特異性表達，可能參與細胞壁加固和信號傳導。

該研究首次系統(tǒng)解析紅松早期抵御松材線蟲的多維度防御網(wǎng)絡，證實萜類與黃酮類物質(zhì)是早期抗病的關鍵。這為早期分子診斷技術開發(fā)提供了靶點，未來可通過調(diào)控相關代謝通路，培育抗病樹種。該成果不僅為遏制松材線蟲病北擴提供理論支撐，也為其他松屬植物的抗病機制研究提供了參考。