近日，河南省農業科學院曹言勇-李會勇團隊聯合中國農業科學院作物科學研究所段燦星團隊、山東農業大學李向東團隊在Plant Biotechnology Journal（中科院一區Top期刊，5年平均影響因子12.5）在線發表題為“The zma-miRNA319-ZmMYB74 module regulates maize resistance to stalk rot disease by modulating lignin deposition”的研究論文，該研究通過多維組學整合分析，成功鑒定出zma-miR319-ZmMYB74這一關鍵調控模塊，系統闡明了其通過負向調控木質素合成關鍵基因ZmCAD從而影響玉米莖腐病抗性的分子機制，為玉米抗病分子育種提供了新的理論依據和寶貴的基因資源。
莖腐病是玉米生產上最重要的全球性病害之一，也是我國普遍發生且對生產具有重大影響的病害，主要發生于灌漿至蠟熟期，引起玉米產量損失，病害導致的倒伏是玉米機收的嚴重障礙，病原菌產生的毒素影響食品和飼料安全。玉米莖腐病是一種致病機制復雜的系統性病害，主要由鐮孢菌和腐霉菌單獨或復合侵染引起，該病害可在玉米整個生育期內侵染多個部位，完成其病害循環。盡管前期已有研究鑒定出部分抗性QTL和基因，但其整體抗性機理仍不甚明晰，尤其是miRNA與轉錄因子在此過程中的核心調控作用與分子網絡，仍是當前研究的難點與焦點之一。
研究團隊成功構建了zma-miR319-ZmMYB74模塊協同調控玉米抗莖腐病的分子機制模型：在莖腐病菌侵染后，玉米通過上調zma-miR319的表達來抑制其靶基因ZmMYB74的轉錄。ZmMYB74表達的減弱，解除了其對木質素合成關鍵基因ZmCAD的轉錄抑制，從而促進木質素在細胞壁中沉積，增強植株的物理防御能力，最終提高對莖腐病的抗性。總之，本研究闡明了新型抗病基因ZmMYB74在調控玉米莖腐病抗性中的關鍵作用，為精細設計玉米莖腐病（穗腐病）等重要病害抗病育種提供了具有重要價值的定向設計靶點和種質材料；在當前因氣候變暖趨勢不可逆導致的玉米病害頻發的大背景下具有重要意義。
zma-miR319-ZmMYB74-ZmCAD模塊協同調控玉米抗莖腐病的分子機制模型
河南省農業科學院糧食作物研究所及神農種業實驗室為本研究第一完成單位，曹言勇研究員為論文第一作者，馬娟副研究員為共同第一作者。河南省農業科學李會勇研究員、中國農業科學院作物科學研究所段燦星研究員和山東農業大學李向東教授為共同通訊作者。團隊程澤強研究員、夏來坤副研究員等多名成員及河南農業大學湯繼華教授，中國農業大學周濤教授、范在豐教授，美國密蘇里大學張展元教授，山東農業大學田延平教授，西南大學李明駿副教授也參與了此項工作的研究。本研究得到國家重點研發計劃、海南省種業實驗室與中種集團聯合“揭榜掛帥”項目、中國農業科學院農業科技創新工程、國家留學基金委公派訪問學者項目、河南省農業科學院優青基金、山東省現代農業產業技術體系及泰山學者計劃等項目聯合資助。
近年來，河南省農業科學院糧食作物研究所作物基因編輯研究團隊聚焦我國玉米重大病害，圍繞病原菌群體功能基因組與泛基因組、病原菌—玉米分子互作、靶標基因挖掘與機理解析、基因編輯育種應用等方向開展系統研究。在玉米莖腐病、穗腐病和南方銹病等研究領域取得重要進展：近五年，團隊以第一/通訊作者在《Plant Biotechnology Journal》（2篇）、《Molecular Plant Pathology》等期刊發表SCI論文15篇。
