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番茄灰霉病是由致病真菌Botrytis cinerea引發的嚴重采后病害，每年在全球范圍內造成高達100至1000億美元的巨額經濟損失。鑒于現有防治方法在有效性、安全性及可持續性方面存在普遍局限，深入探究番茄果實抵抗灰霉病的分子機制，對于開發高效新型防控技術、降低采后損耗并提升果實保鮮品質，具有重要的科學和應用價值。
在番茄果實成熟過程中，其對B.cinerea的易感性會逐漸增強。作為影響番茄生產的主要真菌病原菌，B.cinerea誘導的病害響應受到乙烯響應因子（ERFs）的精細調控。研究發現，SlERF.F4基因在番茄果實綠熟期表達水平較高，并且其表達受B.cinerea感染的強烈誘導。本研究通過比較發現，與野生型（WT）果實相比，SlERF.F4敲除（F4-KO）或敲低（F4-RI）的果實對B.cinerea的敏感性顯著增強，而SlERF.F4過表達（F4-OE）的果實抗性則略有提升。結果表明，SlERF.F4負向調控番茄果實對灰霉病的敏感性。
進一步研究揭示，SlERF.F4通過協調PR基因表達和酶促抗氧化活性，在番茄果實的免疫防御與抗氧化防御之間建立了重要的橋梁（圖1）。具體而言，經MYC2激活的SlERF.F4能夠誘導PR2a、CHI1和PR-STH2等基因的表達，從而直接抵御病原菌。同時，它還通過調控PR-9（POD）和SOD等酶活性，維持活性氧（ROS）穩態，進而抑制氧化損傷。值得強調的是，SlERF.F4在增強番茄對灰霉病抗性的同時，對果實的成熟進程及采后品質均無不利影響，這一特性使其成為培育抗病番茄新品種的理想靶標基因。
圖 1 番茄SlERF.F4介導果實抵御灰霉病作用模式圖
相關研究結果以“SlERF.F4 negatively regulates tomato fruit susceptibility to Botrytis cinerea independently of ripening traits”為題發表在Postharvest Biology and Technology期刊。中國科學院武漢植物園趙宇為該論文第一作者。中國科學院武漢植物園高磊研究員和李珊博士為論文共同通訊作者。英國諾丁漢大學Donald Grierson教授、中國科學院武漢植物園吳攀博士、於曉芬博士、郭素敏博士及研究生黃鈺琳參與了本研究。該研究得到了國家自然科學基金、湖北省青年人才項目、武漢市人才項目和湖北省創新群體項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2026.114286