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科研进展

我园科研人员揭示大麦WRKY2靶向CEBiP调控植物抗病反应

作者: 于德水  来源:原创  发布时间:2022-07-20  浏览数:2482  
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白粉病是一种活体专性寄生真菌病害,能侵染近万种植物,对大、小麦等重要作物的生产造成严重危害。植物特有WRKY转录因子家族成员在植物生物和非生物胁迫响应中发挥重要的作用。大麦WRKY2负调控大麦对白粉菌的抗性,抗病蛋白MLA激活后在细胞核中和WRKY2互作,解除其对抗病反应的抑制。此前WRKY2的分子特征以及其靶标基因一直未有报道。

近日,我园于德水副研究员和中国科学院遗传与发育生物学研究所沈前华研究员合作在The Crop Journal在线发表了题为“HvWRKY2 acts as an immunity suppressor and targets HvCEBiP to regulate powdery mildew resistance in barley”的研究论文。该研究发现WRKY2直接结合到大麦HvCEBiP基因的启动子区,并提出了WRKY2阻遏大麦本底抗性的工作模型。

研究分析了WRKY2结合顺式元件W-box(TTGAC-C/T)的分子特征。通过创制WRKY2转基因株系并开展ChIP-seq分析,获得系列WRKY2的潜在靶标基因。其中一个是大麦HvCEBiP,其与水稻几丁质受体编码基因OsCEBiP同源。进一步体内和体外实验证实WRKY2能直接结合CEBiP启动子区的W-box序列,瞬时单细胞基因过表达和基因沉默技术证明CEBiP正调大麦对白粉病抗性(图1)。提出了WRKY2可能的一个工作模型,即大麦CEBiP介导真菌几丁质激发的抗病通路,WRKY2通过结合到CEBiP的启动子区调控CEBiP的表达,在病原菌侵染早期阻遏了植物的抗病反应(图2)。结合之前报道大麦抗病蛋白MLA激活后解除WRKY2阻遏作用,该研究进一步阐明了大麦PTI和ETI抗性途径的关联机制。

1. WRKY2结合CEBiP的启动子区

2. WRKY2调控几丁质诱导抗性的工作模型

我园于德水副研究员为论文第一作者,我园廖立冰副研究员参与部分工作,Arvind Bhatt研究员参与了部分论文文本修改工作。于德水和中科院遗传与发育生物学研究所沈前华研究员为共同通信作者。The Crop Journal为中科院SCI期刊分区一区期刊,是农林科学类Top期刊,该论文全文链接https://doi.org/10.1016/j.cj.2022.05.010

于德水副研究员毕业于中科院遗传与发育生物学研究所,获博士学位,现为南昌大学硕士研究生导师,九江学院兼职教授,入选九江市双百双千人才工程,目前主持国家基金一项。