糜子作为北方干旱半干旱地区的抗逆先锋作物，具有耐盐碱、耐旱、生育期短和水分利用效率高等特性，在边际土地利用和保障国家粮食安全方面发挥着重要作用。黑穗病是糜子生产上的主要病害，通过破坏花序发育导致结实降低，从而降低糜子的产量。作物光合作用是影响产量形成的重要因素，然而黑穗病对糜子光合作用影响的研究还尚未有报道。
近期，西北农林科技大学冯佰利教授和韩清芳教授团队完成的题为“Combined physiological and pathway analysis revealed the effect of Sporisorium destruens on photosynthesis in broomcorn millet (Panicum miliaceum L.) ” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年3期正式发表。
本研究以抗病糜子巴盟小黑糜（BM）和感病糜子粘丰五号（NF）为材料，接种黑穗病菌（Sporisorium destruens）后，分析黑穗病菌对糜子光合作用的影响。结果表明，BM 和NF叶片的叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光均下降。病株叶片超微结构显示叶绿体、线粒体和淀粉粒的形态异常。对不同处理的旗叶（R0, R1, S0, S1）以及由花序发育而来的顶部簇叶（S2）进行转录组测序，KEGG分析表明大量的差异表达基因（DEGs）富集在光合作用、叶绿素代谢、光合作用-天线蛋白以及光合器官碳固定等通路中。深入分析显示，富集在S0 vs. S1中的DEGs数量大于R0 vs. R1，且这些基因大多数是下调表达；S1 vs. S2中也富集大量的DEGs，这些DEGs均为上调表达。在这些通路中鉴定出关键基因，为了解糜子黑穗病菌与光合作用的生理机制，以及糜子黑穗病抗病育种提高参考信息。
Fig 1 糜子感染黑穗病后在抽穗期（B）和成熟期的症状（D、E）
Fig 2 黑穗病对糜子光合作用的影响
西北农林科技大学农学院冯佰利教授为该论文的通讯作者，韩清芳教授为共同通讯作者，博士生靳飞为第一作者。该研究得到国家谷子高粱产业技术体系“国家现代农业产业技术体系建设项目”（CARS-06-14.5-A26）和陕西省两链融合作物育种重点专项（2021-LLRH-07）资助。
点击链接查看全文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923004744
Cite the article:Fei Jin, Lei Xu, Zhihu Lü, Yuchuan Zhang, Qinghua Yang, Qingfang Han, Baili Feng. 2025. Combined physiological and pathway analysis revealed the effect of Sporisorium destruens on photosynthesis in broomcorn millet (Panicum miliaceum L.) . Journal of Integrative Agriculture, 24(3): 1065-1079.
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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