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      科研進展

      我園科研人員揭示大麥WRKY2靶向CEBiP調(diào)控植物抗病反應(yīng)

      作者: 于德水  來源:原創(chuàng)  發(fā)布時間:2022-07-20  瀏覽數(shù):8186  
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      白粉病是一種活體專性寄生真菌病害,能侵染近萬種植物,對大、小麥等重要作物的生產(chǎn)造成嚴重危害。植物特有WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族成員在植物生物和非生物脅迫響應(yīng)中發(fā)揮重要的作用。大麥WRKY2負調(diào)控大麥對白粉菌的抗性,抗病蛋白MLA激活后在細胞核中和WRKY2互作,解除其對抗病反應(yīng)的抑制。此前WRKY2的分子特征以及其靶標(biāo)基因一直未有報道。

      近日,我園于德水副研究員和中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所沈前華研究員合作在The Crop Journal在線發(fā)表了題為“HvWRKY2 acts as an immunity suppressor and targets HvCEBiP to regulate powdery mildew resistance in barley”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)WRKY2直接結(jié)合到大麥HvCEBiP基因的啟動子區(qū),并提出了WRKY2阻遏大麥本底抗性的工作模型。

      研究分析了WRKY2結(jié)合順式元件W-box(TTGAC-C/T)的分子特征。通過創(chuàng)制WRKY2轉(zhuǎn)基因株系并開展ChIP-seq分析,獲得系列WRKY2的潛在靶標(biāo)基因。其中一個是大麥HvCEBiP,其與水稻幾丁質(zhì)受體編碼基因OsCEBiP同源。進一步體內(nèi)和體外實驗證實WRKY2能直接結(jié)合CEBiP啟動子區(qū)的W-box序列,瞬時單細胞基因過表達和基因沉默技術(shù)證明CEBiP正調(diào)大麥對白粉病抗性(圖1)。提出了WRKY2可能的一個工作模型,即大麥CEBiP介導(dǎo)真菌幾丁質(zhì)激發(fā)的抗病通路,WRKY2通過結(jié)合到CEBiP的啟動子區(qū)調(diào)控CEBiP的表達,在病原菌侵染早期阻遏了植物的抗病反應(yīng)(圖2)。結(jié)合之前報道大麥抗病蛋白MLA激活后解除WRKY2阻遏作用,該研究進一步闡明了大麥PTI和ETI抗性途徑的關(guān)聯(lián)機制。

      1. WRKY2結(jié)合CEBiP的啟動子區(qū)

      2. WRKY2調(diào)控幾丁質(zhì)誘導(dǎo)抗性的工作模型

      我園于德水副研究員為論文第一作者,我園廖立冰副研究員參與部分工作,Arvind Bhatt研究員參與了部分論文文本修改工作。于德水和中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所沈前華研究員為共同通信作者。The Crop Journal為中科院SCI期刊分區(qū)一區(qū)期刊,是農(nóng)林科學(xué)類Top期刊,該論文全文鏈接https://doi.org/10.1016/j.cj.2022.05.010

      于德水副研究員畢業(yè)于中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所,獲博士學(xué)位,現(xiàn)為南昌大學(xué)碩士研究生導(dǎo)師,九江學(xué)院兼職教授,入選九江市雙百雙千人才工程,目前主持國家基金一項。


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