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《植物生理学》发表我校棉花免疫调控研究成果

核心提示: 10月9日,《植物生理学》在线发表了我校作物遗传改良国家重点实验室棉花研究团队最新成果,题为“GbWRKY1通过激活JAZ1的表达介导了黄萎病菌侵染棉花过程中植物抗性与生长发育的转换”。该研究结果为深入探讨棉花早熟与抗病负相关的分子机制奠定了理论基础。

10月9日,《植物生理学》在线发表了我校作物遗传改良国家重点实验室棉花研究团队最新成果,题为“GbWRKY1通过激活JAZ1的表达介导了黄萎病菌侵染棉花过程中植物抗性与生长发育的转换”。我校博士研究生李超为第一作者,朱龙付教授为通讯作者。

棉花在整个生长发育过程中会受到一系列病原菌的侵染危害,并影响到棉花产量与品质。黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传真菌维管束病害,可在棉花全生育期发病。由于生产上缺少高抗黄萎病的陆地棉品种,近三十年来该病在我国各棉区均有发生,并在部分年份和地域暴发成灾。2014年我国长江流域棉区黄萎病发生严重,湖北省天门等地部分田块棉花产量损失在50%以上。黄萎病已成为当前影响我国棉花生产的最主要病害,被称为棉花的“癌症”。

研究发现,早熟棉花品种更易感黄萎病,这表明棉花抗病反应与生长发育具有一定负相关,但两者间的联系机制并不清楚。棉花遗传改良团队通过生物信息学和病毒介导的基因沉默技术可高效鉴定到参与棉花基础免疫反应的关键调控因子。该策略近日被Journal of Experimental Botany所接受(Xu et al., Journal of Experimental Botany, 2014. 硕士生许莲为第一作者,朱龙付教授为通讯作者)。

作为参与棉花基础免疫反应关键候选基因之一,GbWRKY1同时也受到黄萎病菌接种诱导表达。研究发现该基因在棉花和拟南芥中超量表达后均能显著钝化植物茉莉酸信号路径并削弱了转基因植株对黄萎病的抗性,同时转基因棉花和拟南芥中参与植物生长发育调控的赤霉素信号路径被激活。这表明GbWRKY1参与了植物免疫反应与生长发育转换的调控。利用遗传学和生理生化分析,该团队在棉花和拟南芥中证实GbWRKY1通过直接促进JAZ1基因的表达抑制了茉莉酸信号路径而减弱了植物对黄萎病的抗性,而JAZ1蛋白通过拮抗赤霉素信号路径负调控因子DELLA蛋白而间接激活了赤霉素信号路径并促进了植物生长发育。该基因作用机制的解析,为阐述棉花早熟与抗病性的负相关提供了理论参考,也为未来打破棉花生长发育与抗黄萎病反应的负向连锁奠定了理论基础。

相关研究成果:

Chao Li, Xin He, Xiangyin Luo, LiXu, Linlin Liu, Ling Min, Li Jin, Longfu Zhu, Xianlong Zhang. GbWRKY1 mediatesplant defense-to-development transition during infection of cotton by Verticillium dahliae via activating JAZ1expression. Plant Physiology, 2014, doi:10.1104/pp.114.246694

http://www.plantphysiol.org/content/early/2014/10/08/pp.114.246694.abstract?papetoc

 

Lian Xu, Wenwen Zhang, Xin He, MinLiu, Kun Zhang, Muhammad Shaban, Longqing Sun, Jiachen Zhu, Yijing Luo, DaojunYuan, Xianlong Zhang, and Longfu Zhu. Functional characterization of cottongenes responsive to Verticillium dahliaethrough bioinformatics and reverse genetics strategies. Journal of ExperimentalBotany, 2014, doi:10.1093/jxb/eru393

 

http://jxb.oxfordjournals.org/content/early/2014/10/16/jxb.eru393.abstract?keytype=ref&ijkey=PQXl4C48QSpqCzX 



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责任编辑:张得迪
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