白蜡窄吉丁(Agrilus planipennis,EAB)原产亚洲、入侵到北美和欧洲,对对当地白蜡树(Fraxinus spp)造成毁灭性破坏。近年来,我国大量引进速生白蜡树种,EAB已由原来的次期性害虫转变为园林绿化树木的重要害虫,在新疆、华北地区等地相继爆发成灾。入侵地的白蜡树多为易感树种,而原产地亚洲的大多树种在与EAB长期协同进化过程中形成了较强抗性。然而,不同树种抗性的差异性响应机制不明确。
为了揭示不同白蜡树对EAB抗性差异性响应机制,孙江华团队首次系统分析了原产树种水曲柳(Fraxinus chinensis)和非原产树种绒毛白蜡(Fraxinus velutina),在遭受EAB侵染和未受侵染条件下的韧皮部代谢物及真菌群落。研究发现,原产和非原产白蜡树的韧皮部真菌群落存在差异,但EAB侵染对其影响较小。代谢组分析揭示了两类树种中的独特代谢物,并发现Fraxetin、Vladinol D、Chrysoeriol-7-O-glucoside、Dimethoxy-hydroquinone-4-O-β-D-glucopyranoside等4种代谢物与真菌群落显著相关,这些代谢物可能在树木抗性和真菌群落动态的调控中起到关键作用。该研究首次揭示了韧皮部代谢物与真菌群落之间的相互作用机制,深入探讨了二者互作在树木抗性和EAB入侵过程中的作用。
上述成果近期发表在Plant Cell and Environment上。河北大学生命科学学院博士后Tuuli-Marjaana Koski博士、张宾研究员、康奈尔大学Judith Mogouong博士及河北农业大学王华玲博士为共同第一作者,孙江华教授为通讯作者。本研究得到国家自然科学基金(32061123002、33088102)、河北省自然科学基金(C202201042)等项目资助。
论文信息:Koski T, Zhang B, Mogouong J, Wang HL, Chen ZZ, Li HP, Bushley KE, Sun JH*. 2024. Distinct metabolites affect the phloem fungal communities in ash trees (Fraxinus spp.) native and nonnative to the highly invasive emerald ash borer (Agrilus planipennis). Plant Cell and Environment, 121(33): e2410889121. https://doi.org/10.1111/pce.14996 (中科院1区,IF5= 7.6)
图1 原产和非原产白蜡树种韧皮代谢物与真菌群落的互作关系