來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的研究人員發表了題為“HPR1, a component of the THO/TREX complex, plays an important role in disease resistance and senescence in Arabidopsis”的文章,發現了擬南芥THO/TREX蛋白復合體中的組分對植物的抗病反應和葉片衰老起著重要調節作用,也證明了在植物中,THO/TREX蛋白復合體對mRNA核質運輸的調控作用,為研究植物對白粉病菌的抗性提供了新的思路。相關成果公布在The Plant Journal雜志上。生物通
文章的通訊作者是遺傳與發育生物學研究所唐定中研究員,*作者是唐定中研究組的博士研究生潘懷榮。其中唐定中研究員早年畢業于武漢大學,1998年加入中科院發育所,2006年入選中國科學院"百人計劃"。研究方向為植物與病原菌的相互作用。主要研究植物抗病以及植物細胞程序性死亡的分子機制及其信號轉導途徑。
白粉病是一種重要的植物真菌病害,在世界范圍內對農業生產造成重要損失。在先前的研究中,利用擬南芥作為模式植物,科學家們發現EDR1(ENHANCED DISEASE RESISTANCE 1)基因是調節植物對白粉病抗性的關鍵因子。EDR1編碼一個蛋白激酶,在體外表現出蛋白激酶的活性。edr1突變體表現出對白粉病菌的增強的抗性和白粉病菌誘導的細胞死亡表型,同時,edr1突變體還表現出對乙烯誘導的葉片衰老更敏感的表型。生物通
為了尋找EDR1信號通路的其它組分,研究人員構建了edr1的EMS誘變突變體庫,從中篩選出一系列edr1抑制子突變體。該研究組發現其中一個edr1抑制子突變體hpr1-4,能夠抑制edr1突變體的一系列抗病表型,包括白粉病菌所誘導的細胞死亡表型,對白粉病菌的抗病表型以及對其它病菌如細菌丁香假單孢桿菌、卵菌和霜霉菌的抗性表型。同時,hpr1-4能夠顯著增強edr1突變體對乙烯誘導的葉片衰老更敏感的表型。對hpr1-4單突變體的分析發現,hpr1-4突變體的基礎抗性有缺陷,對丁香假單孢桿菌和霜霉菌的侵染均表現出更易感的表型;且hpr1-4突變體還表現出對乙烯誘導的葉片衰老更敏感的表型。生物通
進一步的研究發現,HPR1蛋白定位在細胞核中,HPR1是擬南芥THO/TREX蛋白復合體的一個組分。THO/TREX蛋白復合體非常保守,在酵母、后生動物和植物中廣泛存在。在酵母和人類細胞中,THO/TREX蛋白復合體在mRNA的核質運輸過程中起著重要作用。RNA原位雜交實驗表明,在hpr1-4突變體中,mRNA的核質運輸受到阻斷,導致mRNA在細胞核內積累。該結果顯示,擬南芥THO/TREX蛋白復合體依然是mRNA的核質運輸過程所必需的。生物通
該項研究工作發現了擬南芥THO/TREX蛋白復合體中的組分對植物的抗病反應和葉片衰老起著重要調節作用,也證明了在植物中,THO/TREX蛋白復合體對mRNA核質運輸的調控作用,為研究植物對白粉病菌的抗性提供了新的思路。