農(nóng)學(xué)院汪俏梅教授課題組揭示茉莉酸調(diào)控植物生長(zhǎng)和抗性新機(jī)制
番茄是重要的蔬菜作物, 也是研究植物與病蟲(chóng)害互作的經(jīng)典模式植物。番茄在整個(gè)生長(zhǎng)周期面臨各種病蟲(chóng)害的侵襲, 可嚴(yán)重阻礙其生長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)性狀。茉莉酸是植物應(yīng)對(duì)病蟲(chóng)侵害的重要植物激素。植物一般通過(guò)核心轉(zhuǎn)錄因子MYC2啟動(dòng)并級(jí)聯(lián)放大茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑從而防御病蟲(chóng)侵害, 但防御過(guò)度則會(huì)抑制植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。因此, 茉莉酸信號(hào)的適時(shí)消減對(duì)于植物至關(guān)重要。然而, 目前人們對(duì)茉莉酸信號(hào)途徑轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)理的認(rèn)識(shí)主要集中在MYC2如何激活茉莉酸信號(hào), 對(duì)于茉莉酸信號(hào)的消減機(jī)制認(rèn)識(shí)尚淺。
近期，農(nóng)學(xué)院蔬菜研究所汪俏梅教授課題組與中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等單位合作，在番茄中鑒定到一類受茉莉酸誘導(dǎo)的bHLH類型轉(zhuǎn)錄因子 MYC2-TARGETED BHLH （MTB）。MTB1?3可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合降低MYC2對(duì)靶標(biāo)基因啟動(dòng)子DNA的結(jié)合, 從而抑制MYC2靶標(biāo)基因的表達(dá)；此外, MTB1?3還可以干擾MED25?MYC2的互作, 影響MYC2?MED25功能復(fù)合體的形成, 從而抑制MYC2的轉(zhuǎn)錄激活活性; MYC2-MTB形成負(fù)反饋調(diào)控通路, 實(shí)現(xiàn)茉莉酸信號(hào)的消減。利用CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng), 對(duì)MTB1和MTB2基因進(jìn)行編輯并獲得多個(gè)功能缺失突變體進(jìn)行生測(cè)，結(jié)果表明MTB1?3在番茄精細(xì)調(diào)控抗性和生長(zhǎng)的過(guò)程中起重要作用。該研究不僅深化了我們對(duì)植物茉莉酸介導(dǎo)的防御反應(yīng)調(diào)控機(jī)制的理解，還構(gòu)建了抗蟲(chóng)能力提高而生長(zhǎng)發(fā)育不受影響的番茄株系，在分子育種和抗蟲(chóng)新品種選育上有潛在應(yīng)用前景。
該原創(chuàng)性研究成果“MYC2 Regulates the Termination of Jasmonate Signaling via an Autoregulatory Negative Feedback Loop”于2019年1月5號(hào)在線發(fā)表在《The Plant Cell》(DOI: 10.1105/tpc.18.00405), 該期刊的編委Emily Breeze教授為該論文撰寫(xiě)了題為“Master MYCs: MYC2, the jasmonate signaling ‘master switch’”的專題述評(píng)，指出該成果具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。農(nóng)學(xué)院蔬菜所博士生劉圓圓是該論文的第一作者，她以聯(lián)合培養(yǎng)博士生身份在中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李傳友教授實(shí)驗(yàn)室從事研究，李傳友教授是浙江大學(xué)的兼職博導(dǎo)。
論文鏈接:
http://www.plantcell.org/content/early/2019/01/04/tpc.18.00405
MYC2和MTBs作用模型
(蔬菜研究所)
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