來(lái)自美國(guó)密蘇里大學(xué)、浙江大學(xué)的研究人員在擬南芥中證實(shí),MPK3/MPK6通過磷酸化一個(gè)ERF轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)控了植物防御基因(Defense Gene)誘導(dǎo)表達(dá)和真菌抗性。這一研究成果發(fā)表在3月的植物學(xué)期刊The Plant Cell雜志上。
植物在與病原微生物共同進(jìn)化的過程中,發(fā)展了一系列拮抗病原物侵染的復(fù)雜的防御反應(yīng)體系。在植物與病原互作中,有大量的基因誘導(dǎo)表達(dá),它們編碼的蛋白質(zhì)參與植物對(duì)病原物的防御反應(yīng),這類基因稱之為防御基因。從1902年人們發(fā)現(xiàn)病原物侵染而引起植物過敏反應(yīng)起,人們對(duì)防御反應(yīng)進(jìn)行了廣泛深人的研究,到目前為止,防御基因仍然是植保和遺傳學(xué)家們研究的前沿和重點(diǎn)。
近年來(lái)的研究表明擬南芥兩個(gè)絲裂原活化蛋白激酶MPK3和MPK6除在葉片氣孔發(fā)育、花瓣脫落及胚珠發(fā)育中其重要作用外,還可被如鹽、傷害和病原體等脅迫刺激和茉莉酸激活。MPK3和MPK6通過調(diào)控多種防御反應(yīng),在植物抗病性中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
在此前的研究中,張舒群課題組曾證實(shí)WRKY33作為MPK3/MPK6的底物,在MPK3/MPK6下游作用于植保素合成基因的調(diào)控。用死體營(yíng)養(yǎng)型真菌病原體灰霉病菌(Botrytis cinerea)接種擬南芥時(shí),可誘導(dǎo)MPK3/6信號(hào)通路激活,進(jìn)而激活WRKY33;在WRKY33調(diào)控下,激活PAD3基因的轉(zhuǎn)錄,大量合成植保素,從而做出防御應(yīng)答。
在這篇文章中,研究人員報(bào)告稱發(fā)現(xiàn)了MPK3/MPK6的另一個(gè)底物,ETHYLENE RESPONSE FACTOR6 (ERF6),調(diào)控了擬南芥防御基因表達(dá)和對(duì)霉病菌B. cinerea的抗性。研究人員證實(shí)在功能獲得性轉(zhuǎn)基因植物中或是灰霉菌B. cinerea感染時(shí),MPK3/MPK6磷酸化ERF6,提高了ERF6蛋白的穩(wěn)定性。模擬磷酸化的ERF6能夠組成性激活防御相關(guān)基因,尤其是如PDF1.1和PDF1.2等與真菌抗性相關(guān)的基因,并可增強(qiáng)對(duì)灰霉病菌的抗性。
相比之下,當(dāng)研究人員將ERF6與EAR(ERF-associated amphiphilic repression)模體融合,表達(dá)ERF6-EAR時(shí),發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)有力地抑制了灰霉菌誘導(dǎo)的防御基因表達(dá),導(dǎo)致ERF6-EAR轉(zhuǎn)基因植物對(duì)灰霉菌過敏。不同于ERF1,在防御素基因激活中ERF6所發(fā)揮的功能及調(diào)控不依賴于乙稀。
新研究證實(shí)了ERF6是MPK3和MPK6的另一個(gè)底物,在MPK3/MPK6級(jí)聯(lián)反應(yīng)下游發(fā)揮重要作用,調(diào)控了植物防御真菌病原體。(來(lái)源:生物通 何嬙)
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