番茄灰霉病是由致病真菌Botrytis cinerea引发的严重采后病害，每年在全球范围内造成高达100至1000亿美元的巨额经济损失。鉴于现有防治方法在有效性、安全性及可持续性方面存在普遍局限，深入探究番茄果实抵抗灰霉病的分子机制，对于开发高效新型防控技术、降低采后损耗并提升果实保鲜品质，具有重要的科学和应用价值。
在番茄果实成熟过程中，其对B.cinerea的易感性会逐渐增强。作为影响番茄生产的主要真菌病原菌，B.cinerea诱导的病害响应受到乙烯响应因子（ERFs）的精细调控。研究发现，SlERF.F4基因在番茄果实绿熟期表达水平较高，并且其表达受B.cinerea感染的强烈诱导。本研究通过比较发现，与野生型（WT）果实相比，SlERF.F4敲除（F4-KO）或敲低（F4-RI）的果实对B.cinerea的敏感性显著增强，而SlERF.F4过表达（F4-OE）的果实抗性则略有提升。结果表明，SlERF.F4负向调控番茄果实对灰霉病的敏感性。
进一步研究揭示，SlERF.F4通过协调PR基因表达和酶促抗氧化活性，在番茄果实的免疫防御与抗氧化防御之间建立了重要的桥梁（图1）。具体而言，经MYC2激活的SlERF.F4能够诱导PR2a、CHI1和PR-STH2等基因的表达，从而直接抵御病原菌。同时，它还通过调控PR-9（POD）和SOD等酶活性，维持活性氧（ROS）稳态，进而抑制氧化损伤。值得强调的是，SlERF.F4在增强番茄对灰霉病抗性的同时，对果实的成熟进程及采后品质均无不利影响，这一特性使其成为培育抗病番茄新品种的理想靶标基因。
图 1 番茄SlERF.F4介导果实抵御灰霉病作用模式图
相关研究结果以“SlERF.F4 negatively regulates tomato fruit susceptibility to Botrytis cinerea independently of ripening traits”为题发表在Postharvest Biology and Technology期刊。中国科学院武汉植物园赵宇为该论文第一作者。中国科学院武汉植物园高磊研究员和李珊博士为论文共同通讯作者。英国诺丁汉大学Donald Grierson教授、中国科学院武汉植物园吴攀博士、於晓芬博士、郭素敏博士及研究生黄钰琳参与了本研究。该研究得到了国家自然科学基金、湖北省青年人才项目、武汉市人才项目和湖北省创新群体项目的资助。
