近日，西北农林科技大学余仲东教授在杨树抗锈菌的分子调控机制研究方面取得了新进展。相关研究成果已发表在国际知名期刊《Industrial Crops & Products》（IF=6.2、一区期刊）上。

植物会通过模式触发免疫（PTI）和效应子触发免疫（ETI）构成的协同免疫网络抵御生物胁迫，相关防御机制在拟南芥等模式植物中研究已较为深入，但杨树抗锈菌（Melampsora spp.）的抗性基因与防御信号通路仍不明晰。杨树因适应性强、生长快等特性被广泛种植，但其易受叶锈菌侵染，导致光合效率下降、生长受阻，严重影响杨树产业发展，中国作为全球人工杨树林面积最大的国家，该问题尤为突出。同时，AP2/ERF 家族转录因子可通过结合顺式作用元件调控病程相关（PR）基因表达，在植物抗逆中发挥关键作用，PR10 家族蛋白的核糖核酸酶活性也与植物抗病性密切相关，为解析杨树抗锈机制提供了重要靶点，在此基础上，本研究围绕杨树与锈菌的互作分子机制展开探究，以期为杨树抗锈育种提供理论支撑。

本研究通过对锈菌亲和型青杨和非亲和型川杨进行转录组分析，系统鉴定出杨树中 13 个防御相关基因家族和 17 个 PR 基因家族，并利用 WGCNA 筛选出参与抗锈的关键调控模块，发现 ERF 和 WRKY 转录因子是核心调控因子。其中 PsERF117 可特异性结合 PsPR10.18 启动子区域的 GCC-box 并激活其表达，PsPR10.18 的表达下调会降低核糖核酸酶活性进而削弱杨树抗锈性；敲除川杨中的 PsERF117 会减弱过敏性反应、降低活性氧产生，而在锈菌亲和型 84K 杨中过表达 PsERF117 则显著增强其抗锈能力。此外，PsERF117 还能通过上调 4CL2、DOX1、WRKY46 等其他防御相关基因的表达，多途径调控杨树的锈病抗性。该研究明确了 PsERF117-PsPR10.18 调控模块在杨树抗锈中的核心作用，解析了杨树抗锈菌的分子调控网络，为杨树抗锈分子育种提供了重要的候选基因和理论依据。

文章中，研究团队利用广州博鹭腾生物科技有限公司 PlantView 植物活体成像系统验证了转录因子 PsERF117 能否直接结合并激活 PsPR10.18 的启动子。
 

论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.122769