廣東
近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院菊花遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威期刊《The Plant Cell》發(fā)表題為“Graft transmissible resistance to Alternaria alternata is mediated by rootstock to scion JA transport activating raffinose synthesis”的研究論文，揭示了砧木源茉莉酸作為長(zhǎng)距離移動(dòng)信號(hào)賦予嫁接菊花黑斑病抗性的分子機(jī)制。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院鐘山青年研究員李文杰為論文第一作者，管志勇教授和陳發(fā)棣教授為論文共同通訊作者。
該研究首次揭示了砧木源茉莉酸向接穗的長(zhǎng)距離運(yùn)輸是嫁接抗病性傳遞的重要機(jī)制，并將棉子糖的功能從傳統(tǒng)非生物脅迫保護(hù)劑拓展至生物脅迫免疫信號(hào)分子。
該研究以菊花-北艾（Artemisia vulgaris）嫁接材料作為研究體系，發(fā)現(xiàn)將感病菊花接穗嫁接到抗病北艾砧木后，接穗的黑斑病抗性得到顯著增強(qiáng)。通過不同嫁接組合轉(zhuǎn)錄組分析，鑒定出一個(gè)編碼棉子糖合成酶的基因CmRS6，接種鏈格孢菌后，該基因在北艾為砧木的嫁接植株中表達(dá)顯著上調(diào)，而在感病的菊花自接植株中表達(dá)無顯著變化，暗示其在將北艾抗性傳遞到接穗中發(fā)揮重要作用。功能驗(yàn)證表明CmRS6正調(diào)控菊花對(duì)鏈格孢菌的抗性。更重要的是，外源棉子糖處理也可增強(qiáng)番茄、甘藍(lán)和蘋果等植物對(duì)鏈格孢菌的抗性，凸顯了其廣譜防御功能。研究表明，棉子糖并非直接殺菌，而是作為信號(hào)分子觸發(fā)活性氧介導(dǎo)的免疫反應(yīng)以抵御病菌侵染。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子CmERF1B可以直接結(jié)合CmRS6啟動(dòng)子并促進(jìn)其表達(dá)，誘導(dǎo)棉子糖積累，正調(diào)控菊花鏈格孢菌抗性；而茉莉酸信號(hào)通路阻遏蛋白CmJAZ1-like則通過直接互作抑制CmERF1B的轉(zhuǎn)錄激活功能。有趣的是，嫁接、同位素標(biāo)記、質(zhì)譜和遺傳分析證實(shí)，鏈格孢菌侵染可促進(jìn)北艾砧木向菊花接穗長(zhǎng)距離運(yùn)輸茉莉酸，誘導(dǎo)CmJAZ1-like蛋白降解，釋放CmERF1B并促進(jìn)CmRS6表達(dá)，進(jìn)而積累棉子糖，最終提高接穗的抗病性。
砧木源茉莉酸信號(hào)調(diào)控嫁接菊花黑斑病抗性的工作模型
論文鏈接：
https://doi.org/10.1093/plcell/koag210
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