马铃薯抗病毒、褪黑激素与UV‐B胁迫抗性、腺毛状体JA信号调控

来源：植物科学最前沿

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植物病理学

宁波大学鲁宇文团队在本氏烟草中发现NbALY916蛋白能对马铃薯病毒X发挥抗病毒作用

系统性坏死常发生在植物的病毒感染期间，主要被认为是由病毒感染引起的长期应激的结果。马铃薯X病毒(PVX)编码P25致病因子，在PVX和马铃薯病毒Y协同感染过程中触发坏死反应。在本研究中，宁波大学鲁宇文团队发现多功能核蛋白NbALY916可以与P25相互作用。当基于烟草脆裂病毒（TRV）的病毒诱导的基因沉默降低NbALY916的表达时，P25的积累增加，这可能导致更严重的坏死。而NbALY916的沉默降低了P25引起的细胞死亡程度。此外，他们发现当NbALY916与P25共表达时，它的过表达增加了H2O2的积累并触发了更广泛的细胞死亡，即使P25的积累本身因NbALY916的表达增加而减少了。另外，P25的瞬时表达特异性地诱导了本氏烟NbALY916 mRNA的表达，但对其他三个ALYs的mRNA没有诱导作用。他们还发现NbALY916的沉默或NbALY916的瞬时过表达影响了本氏烟的PVX感染。他们的结果显示当PVX感染时，NbALY916能通过诱导H2O2的积累和介导P25的降解而发挥抗病毒作用。

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植物抗非生物胁迫

西北大学徐子勤和黄萱团队研究发现褪黑激素在拟南芥的UV‐B信号通路和UV‐B胁迫抗性中的作用

褪黑激素在植物对多种生物和非生物胁迫(包括UV‐B胁迫)的防御中发挥重要作用。然而褪黑激素在植物UV‐B反应中潜在功能的分子机制尚不清楚。本研究中，西北大学徐子勤和黄萱团队研究揭示了褪黑激素对拟南芥的分子信号通路、生理变化和UV‐B胁迫抗性的影响。他们发现外源性和内源性褪黑素都影响了UV‐B信号转导通路基因的表达。使用UV‐B信号元件突变体cop1‐4和hy5‐215的实验表明，褪黑激素不仅作为一种抗氧化剂促进UV‐B胁迫抗性，而且还调节UV‐B信号通路几个关键组分的表达，包括泛素-降解酶（COP1），转录因子（HY5，HYH）和RUP1 / 2。他们的研究结果表明，褪黑激素可延缓并随后增强COP1、HY5、HYH和RUP1/2这些在UV‐B信号通路中起主要作用的蛋白的表达，从而调节它们对抗氧化系统的作用，以保护植物免受UV‐B胁迫。

03

植物信号转导

福建农林大学吴双团队研究发现woolly/SlMYC1调控模块对腺毛状体中JA信号的调控提高了番茄的抗虫性

几乎所有的植物都有毛状体，它通过形成物理屏障和释放化学驱虫剂来保护植物免受昆虫食草动物的攻击。腺毛能产生多种特殊的防御性代谢物，包括挥发性萜烯。已有研究表明，防御激素茉莉酸(JA)能影响毛状体的发育并诱导萜烯合成酶(TPSs)，但其潜在的分子机制尚不清楚。本研究中，福建农林大学吴双团队对HD‐ZIP IV转录因子woolly (wo)的功能缺失等位基因进行了鉴定，并分析了其在介导番茄JA信号转导中的作用。他们发现敲除wo之后导致了广泛的毛状体缺陷，包括VI型腺毛状体的结构和功能改变，以及萜烯水平的显著降低。他们进一步发现，wo直接与TPS基因启动子结合，招募JA信号调节因子SlMYC1，这些转录因子共同促进番茄毛状体中萜烯的生物合成。wo/SlMYC1调节模块被SlJAZ2通过竞争性结合机制抑制，导致了番茄毛状体中JA的精细调节反应。SlMYC1表达增强后，显著提高了萜烯水平，并提高了番茄对蜘蛛螨的抗性。此外，他们还发现SlMYC1在VI型毛状体腺细胞分裂和扩张中起着额外的不依赖于JA的作用。他们的研究结果揭示了一种促进番茄抗虫性的新型JA介导调控机制。

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植物光合作用

德国弗莱堡大学Andreas Hiltbrunner团队研究发现COR27 和COR28是组成型光形态基因1的靶标，对光敏色素B信号传导产生负面影响

光敏色素是植物体内的红/远红光受体，它参与调节植物的生长发育。光敏色素可以感知光环境，有助于衡量日长。因此，它们使植物能够对周围环境的变化作出反应和适应。两条特征明确的信号通路作用于光敏色素的下游，并将光感知与基因表达的调节联系起来。CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1/SUPPRESSOR OF PHYA‐105 (COP1/SPA) E3泛素连接酶复合物和光敏色素相互作用因子(PIFs)是这些通路的关键成分，在黑暗中抑制光响应。在光照生长的幼苗中，光敏色素抑制COP1/SPA和PIF的活性，从而促进光信号。在与光激活光敏色素结合的酵母双杂交筛选中，德国弗莱堡大学Andreas Hiltbrunner团队鉴定出了COLD REGULATED GENE 27 (COR27)。COR27及其同源物COR28与种子植物的两种主要的光敏色素phyA和phyB结合。COR27和COR28在抗冻、开花和生物钟调节方面的功能已经在以前被报道过。本研究中，他们发现COR27和COR28在蓝色、远红色，特别是红色的光线下抑制幼苗的早期发育。COR27和COR28包含一个保守的缬氨酸-脯氨酸-多肽基序，介导与COP1/SPA复合物的结合。COR27和COR28是COP1/SPA降解的目标，并且稳定了缬氨酸-脯氨酸肽基序中具有VP取代AA突变的突变体。综上所述，他们的数据表明，COR27和COR28在光照下积累，但在幼苗发育的早期起到负调控光信号的作用，从而防止对光的过度反应。

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植物生长发育及调控

西班牙巴斯克大学Daniel Marino团队发现拟南芥转录因子MYB28和MYB29通过调节体内铁稳态来调节铵胁迫响应

虽然铵根（NH4+）是植物氮代谢的关键中间体，但土壤中高浓度的NH4+会引发生理紊乱，导致胁迫症状的发生。研究表明，铵营养可诱导不同十字花科植物叶片中硫代葡萄糖苷（GSLs）的积累。为了进一步了解铵态营养与GSLs之间的关系，西班牙巴斯克大学Daniel Marino团队对GSL代谢途径受损的拟南芥突变体的铵态胁迫响应进行了分析。他们发现，几乎没有脂肪族GSLs的MYB28和MYB29双突变体(myb28myb29)对铵营养高度敏感。此外，他们的证据表明，出现的胁迫症状不是缺乏脂肪族GSLs的结果。转录组分析显示，myb28myb29在铵态营养下诱导产生了铁(Fe)缺乏反应。同样地，在铵环境中生长的myb28myb29植株具有铁积累和体内平衡改变的表型。他们总体表明，随着铁有效度的增加，生长中的拟南芥逐渐缓解了氨胁迫症状，这与MYB28和MYB29的表达有关。综上所述，他们的数据表明，铁稳态的控制对拟南芥对铵营养的反应至关重要，而MYB28和MYB29在这一控制中发挥了作用。