近日,Horticulture Research上線了山東農業大學林學院楊克強/房鴻成課題組題為LncRNA109897-JrCCR4-JrTLP1b forms a positive feedback loop to regulate walnut resistance against anthracnose caused byColletotrichum gloeosporioides的研究論文。
核桃(Juglans regiaL.)堅果仁脂肪含量高,富含亞油酸、亞麻酸和生育酚等有益于人體健康的營養成分是重要的木本油料樹種,在我國經濟林產業中占有重要地位。由膠孢炭疽菌 Colletotrichum gloeosporioides(Penz.)Penz. and Sacc. 侵染引發的核桃炭疽病是我國核桃產業中的災難性病害,該病的流行可致果實壞疽,葉片焦枯脫落,使優質堅果減少,嚴重影響核桃產業經濟效益。挖掘核桃抗病基因及基因模塊,加速核桃抗病遺傳改良,選育抗病豐產優質核桃品種為我國核桃產業升級換代所亟需。
LncRNA 及其靶基因在植物抗病的先天免疫過程中發揮著重要作用。楊克強/房鴻成團隊通過轉錄組分析和 qRT-PCR 篩選到一個與核桃抗炭疽病顯著相關的lncRNA109897 及其靶基因 JrCCR4。團隊以JrCCR4 蛋白作為誘餌,Y2H 篩庫實驗發現JrTLP1b 為JrCCR4 的潛在互作蛋白;Pull down 和BiFC 實驗反向驗證了JrCCR4 與JrTLP1b 的互作關系。利用體外蛋白降解實驗和LUC 實驗證明JrCCR4 不僅可以穩定JrTLP1b 的蛋白活性,還可以激活 JrTLP1b 的轉錄。同時, JrTLP1b 能夠誘導 lncRNA109897 的表達并激活 lncRNA109897 啟動子的轉錄活性。在核桃葉片中的瞬時轉化和對擬南芥的穩定遺傳轉化實驗均證明了lncRNA109897、JrCCR4 和JrTLP1b 可提高轉基因葉片對膠孢炭疽菌的抗性。這些研究結果闡明了 lncRNA109897-JrCCR4-JrTLP1b 以正向反饋環路調控核桃對炭疽病抗性,拓展和深化了核桃對炭疽病抗性的認識,也為核桃抗病聚合育種提供了思路。
圖1. 分子模塊 LncRNA109897-JrCCR4-JrTLP1b 調控核桃對炭疽病抗性
山東農業大學林學院碩士研究生周芮和山東農業大學林學院博士后董玉惠博士為本文第一作者,山東農業大學林學院楊克強教授和房鴻成副教授為本文通訊作者。山東農業大學園藝學院陳學森教授,王楠教授對該研究給予了極大的指導和支持。該研究得到了國家自然科學基金,山東省自然科學基金,山東省農業良種工程等項目的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1093/hr/uhad086
編 輯:萬 千
審 核:賈 波