近日，西北农林科技大学园艺学院王西平课题组接连在国际著名植物学期刊Molecular Plant Pathology（IF=5.520）和The Plant Journal （IF=7.091）发表2篇高水平研究论文，在解析葡萄ERF基因抗灰霉病机理方面取得新进展以及在研究葡萄MADS-box基因对花和胚珠发育的调控机制方面取得新进展！文章1
2022年7月12日，Molecular Plant Pathology在线发表了西北农林科技大学园艺学院王西平课题组题为“The transcription factors VaERF16 and VaMYB306 interact to enhance resistance of grapevine to Botrytis cinerea infection”的研究论文。该研究对葡萄ERF家族基因抗灰霉病功能及机理进行了探索，并且揭示VaERF16通过与VaMYB306互作正向调控植物免疫反应。
葡萄（Vitis）是世界上一种重要的经济果树，具有极高的营养价值。目前世界范围内广泛栽培的品种多为品质优良的欧洲葡萄，但其抗病性较差，易受到灰霉菌（Botrytis cinerea）的侵染。因此，挖掘葡萄抗灰霉病关键基因，了解其抗病功能及调控机理，对葡萄抗病分子育种具有重要的意义。乙烯响应转录因子（ERF）在植物的生长发育，应对生物及非生物胁迫过程中发挥重要作用。近年来ERF转录因子的抗病功能及分子机理在拟南芥、烟草等模式植物中已被深入研究。但是葡萄中ERF转录因子的抗病分子机理研究进展缓慢。
我们前期研究表明，35个葡萄ERF基因的表达受到灰霉菌的诱导，筛选到9个显著差异表达ERF基因。表明葡萄ERF基因能够响应灰霉菌的胁迫，可能在葡萄抗灰霉病过程中发挥作用，本研究在前期研究基础上对显著差异表达基因VaERF16参与的葡萄抗灰霉病免疫机理进行了深入研究，具体结果如下：
我们克隆了葡萄VaERF16基因，通过异源转化模式植物拟南芥初步明确VaERF16正调控植物对灰霉病的抗性。此外，通过酵母双杂交技术（Y2H）、免疫共沉淀技术（Co-IP）、双分子荧光互补技术（BiFC）和Split-LUC实验证明VaERF16和VaMYB306存在相互作用。
利用感病葡萄材料‘红地球’，通过农杆菌介导的瞬时转化方法在葡萄叶片中验证VaERF16和VaMYB306的抗灰霉病功能，证明VaERF16和VaMYB306能够提高感病葡萄对灰霉病菌的抗性。
进一步研究表明，VaERF16通过上调JA/ET信号途径相关防卫基因的表达提高植物对灰霉病的抗性。VaERF16能够正向调控JA/ET信号通路关键防卫基因VaPDF1.2的表达，同时与VaMYB306产生协同作用，进一步提高VaPDF1.2的转录水平，增强葡萄对灰霉病的抗性。
综上所述，我们认为葡萄乙烯响应转录因子VaERF16参与了葡萄对灰霉菌的免疫反应，且VaERF16-VaMYB306通过影响JA/ET信号通路正调控葡萄对灰霉病的抗性。
西北农林科技大学园艺学院王西平教授为论文的通讯作者，博士研究生朱彦勋和张修铭为共同第一作者。西北农林科技大学李智副教授、高敏副教授参与了该研究。该研究得到国家自然科学基金项目（编号：31572110）和国家重点研发计划项目子课题（编号：2019YFD1001401）资助。
论文链接：http://doi.org/10.1111/mpp.13223
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2022年7月13日，The Plant Journal 在线发表了西北农林科技大学园艺学院王西平课题组题为“Role of grapevine SEPALLATA-related MADS box gene VvMADS39 in flower and ovule development”的研究论文。该研究报道了一个SEP亚家族的VvMADS39基因，结合功能研究及其参与的网络调节机制，证实VvMADS39对葡萄花分生组织的维持及在胚珠发育过程中发挥重要作用。
葡萄（Vitis spp.）是世界性普遍栽种的经济果树之一，而无核葡萄由于其使用方便，酿酒制干快捷等优势性状，已成为产业发展及育种研究的热点方向。目前存在的问题是关于葡萄无核基因、无核性状形成的分子机理及其调控路径等重要科学问题仍不清楚。因此，挖掘葡萄无核基因并阐述其调控机理，对于通过转基因技术培育无核葡萄新品种、创建无核葡萄新种质，具有重要的理论和育种实践意义。
通过本课题组前期有核葡萄红地球×无核葡萄森田尼杂交后代分离群体，在胚珠发育不同时间点混合库的转录组中获得差异表达基因。本研究是在此基础上，对筛选到的其中一个MADS-box家族的VvMADS39基因进行进一步的功能验证及其发育调控机制的研究，获得的主要结果如下：
在胚珠发育过程中，VvMADS39在无核白胚珠中持续的活跃表达可能在胚珠败育过程中发挥作用，并抑制了果皮和珠被细胞的发育。相反，在红地球胚珠中VvMADS39表达降低与其启动子上组蛋白甲基化修饰H3K27me3的表达水平增高相关，可以维持胚珠发育正常。我们将VvMADS39基因在番茄中过表达后，转基因株系的果实、种子大小和种子数量均减少；
除此之外，利用CRISPR/Cas9系统将其在番茄中同源基因SlMADS39进行定向突变，基因编辑株系会产生缺陷的花和果实，说明该基因在维持花分生组织特性、果实和种子发育中都发挥了重要作用。
结合酵母双杂交、三杂交技术（Yeast Two/Three Hybrid, Y2H/Y3H），免疫共沉淀技术（Co-immunoprecipitation assay, Co-IP），双分子荧光互补实验(Bimolecular Fluorescent Complimentary, BIFC)分析发现VvMADS39与VvAGAMOUS蛋白相互作用。此外结合酵母单杂交（Yeast One Hybrid, Y1H），双荧光素酶报道（Luciferase assay）及凝胶迁移实验（Electrophoretic Mobility Shift Assays, EMSA）实验我们发现VvMADS39可以被上游BPC转录因子调控，同时VvMADS39-VvMADS21二聚体在种皮发育中的功能需要激活和维持VvINO的表达。综上所述，我们认为VvMADS39参与了葡萄胚珠发育的网络蛋白调控，并有助于无籽果实的形成。
西北农林科技大学园艺学院王西平教授为论文的通讯作者，博士研究生张松霖为第一作者。西北农林科技大学李智副教授、高敏副教授及密歇根州立大学Steve van Nocker教授参与了该研究。该研究得到NSFC-联合基金（编号：U1603234）重点项目“葡萄无核性状基因发掘及其调控机理”资助。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.15907
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