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德甲买球推荐解析真菌蛋白激发子诱导植物抗性分子机制

文章来源:植物病害生物防治创新团队      作者:杨秀芬   点击数: 次      发布时间:2022-03-29

近日,德甲买球推荐植物病害生物防治创新研究团队在《Molecular Plant Pathology,分子植物病理学》在线发表题为“Ethylene Responsive Factor ERF114 mediates fungal pathogen effector PevD1-induced disease resistance in  Arabidopsis thaliana ”的论文。该论文揭示了受蛋白激发子PevD1强烈诱导的ERF114转录因子可以通过激活苯丙氨酸解氨酶基因 PAL1 转录而提高PevD1诱导的水杨酸和木质素的合成,从而提高植物抗病性的分子机制。

ERF家族转录因子在植物应对各种生物和非生物胁迫中发挥重要作用,但其介导激发子诱导抗病性的功能和分子机制有待进一步研究。PevD1是大丽轮枝菌分泌的蛋白激发子,该蛋白能激发植物多重免疫防御反应,提高棉花和烟草对真菌、病毒和细菌的广谱抗性。进一步研究发现,PevD1能诱导植保素合成、木质素积累和细胞壁加厚,但分子机制尚不清楚。ERF114转录因子受PevD1强烈诱导表达,并在丁香假单胞菌番茄变种 Pst  3000侵染拟南芥过程中表达水平显著提高。功能缺失突变株抗病能力下降,而过表达株系则增强了对 Pst  DC3000的抗性,并且ERF114介导了PevD1诱导的抗病性。转录组测序和荧光定量PCR分析显示,苯丙氨酸解氨酶1 ( PAL1 )及其下游基因的转录水平在ERF114缺失突变体中明显受到抑制,而在过表达中显著升高。鉴于 PAL1 是苯丙烷生物合成途径的关键限速酶基因,并且其启动子序列含有 ERF 转录因子的结合位点,推测有可能ERF114通过激活 PAL1 启动子来调控次级代谢产物的合成。染色质免疫共沉淀和凝胶迁移等试验证实了ERF114能与 PAL1 启动子序列结合并激活 PAL1 的转录表达;ERF114正调控PevD1诱导的水杨酸和木质素的积累。以上结果表明,ERF114通过结合 PAL1 启动子而激活其转录,导致苯丙烷代谢途径中木质素和水杨酸的合成和积累、从而介导了PevD1诱导的抗病性。

德甲买球推荐硕士研究生李泽为论文第一作者,杨秀芬研究员为通讯作者,该研究得到国家自然科学基金和农科院创新工程项目的资助。

ERF114调控PevD1诱导拟南芥对Pst DC3000抗性的模式图

原文链接:DOI: https://doi.org/10.1111/mpp.13208



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