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)新團隊在國際權(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距離移動信號賦予嫁接菊花黑斑病抗性的分子機制。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距離運輸是嫁接抗病性傳遞的重要機制，并將棉子糖的功能從傳統(tǒng)非生物脅迫保護劑拓展至生物脅迫免疫信號分子。
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。通過不同嫁接組合轉(zhuǎn)錄組分析，鑒定出一個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顯著上調(diào)，而在感病的菊花自接植株中表達無顯著變化，暗示其在將北艾抗性傳遞到接穗中發(fā)揮重要作用。功能驗證表明CmRS6正調(diào)控菊花對鏈格孢菌的抗性。更重要的是，外源棉子糖處理也可增強番茄、甘藍和蘋果等植物對鏈格孢菌的抗性，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。
進一步研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子CmERF1B可以直接結(jié)合CmRS6啟動子并促進其表達，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、同位素標記、質(zhì)譜和遺傳分析證實，鏈格孢菌侵染可促進北艾砧木向菊花接穗長距離運輸茉莉酸，誘導(dǎo)CmJAZ1-like蛋白降解，釋放CmERF1B并促進CmRS6表達，進而積累棉子糖，最終提高接穗的抗病性。
砧木源茉莉酸信號調(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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