研究报道了酶在植物免疫和防御基因表达中的新作用

来源: 生物360 / 作者: 2021-04-26
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最近发表在《植物 - 微生物分子相互作用》杂志上的一篇文章提供了新的证据,表明病原体劫持植物的免疫系统导致疾病,同时也为一种新发现的机制提供了见解。

多种病原体感染植物并引起不同的疾病,从而导致作物减产。在感染过程中,病原体向植物细胞分泌效应蛋白。这些蛋白质中的一些目标是植物蛋白酶体降解机制,这是负责回收蛋白质来调节细胞过程。一些 E1、E2 和 e3 连接酶蛋白在植物对病原菌入侵的敏感性或抗性中起着重要作用。SALT- AND drought - induced RING FINGER1 (SDIR1) 是一种 e3 - 连接酶,在干旱胁迫下降解植物脱落酸 (ABA) 的调节因子。

来自诺贝尔研究所生物技术区域中心的 Ramu Vemanna 及其同事报道了一种新的 SDIR1 在病原体诱导的胁迫下影响植物免疫力的方法。他们发现,沉默 SDIR1 降低了模式植物本氏烟草 (Nicotiana benthamiana) 中宿主特化和非宿主紫花假单胞菌菌株的生长和模式植物拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 中疾病症状的发展。在拟南芥中过表达 SDIR1 甚至可以使非宿主紫丁香株繁殖并引起疾病症状。

SDIR1 过表达系对 Erwinia carotovora 坏死性病原菌具有抗性,与生物营养病原菌攻击植物的结果相反。SDIR1 过表达的植株显示出更高水平的 ABA 和茉莉酸 (JA),茉莉酸是一种植物激素,参与防御坏死病原菌。在应答宿主专门化紫丁香株 DC3000 时,SDIR1 的过表达导致抑制 ja 介导的防御的基因 (信号基因 JAZ7 和 JAZ8) 的表达减少。SDIR1 与 JA 通路的相互作用表明,它是紫丁香等生物营养病原体的易感基因,但也参与了对胡萝卜虫等坏死营养病原体的防御。

Ramu 说:“这些发现为发现 sdir1 相关机制开辟了新的研究途径,这些机制可以通过改变不同的植物性状来利用作物改良。”“为了加强作物保护,SDIR1 也是基因组编辑的一个潜在目标。如果 SDIR1 的结构被解决,就有更多的机会设计 CRISPR 目标和药物样分子,以保护作物免受病原体和非生物胁迫。”

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