文獻解讀：西北農大發(fā)現(xiàn)小麥感病基因負調控小麥抗條銹病新機制
由條銹菌 (Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst) 引起的小麥條銹病是嚴重影響小麥生產的真菌病害之一，長期威脅著我國的糧食安全。
選育并合理布局抗病品種是生產上防治條銹病最為有效、經濟的措施。然而，抗病性利用中面臨的主要問題是小麥品種常因條銹菌的毒性頻繁變異而“喪失”抗性。因而，深入開展小麥免疫調控機制的研究可為創(chuàng)制新型的抗病小麥品種提供重要的理論依據(jù)。近年來，感病基因失活被認為是獲得持久和廣譜抗性作物的有效途徑。
近日，西北農林科技大學康振生/張新梅團隊在《Plant Physiology》發(fā)表了題為《TaBln1, a member of Blufensin family, negatively regulates wheat resistance to stripe rust by reducing Ca2+ influx》的研究論文，揭示了小麥感病基因負調控小麥抗條銹病新機制。該研究為揭示小麥感病基因在植物與病原菌互作過程中的分子機制提供了新線索，為小麥分子設計育種提供了具有重要應用價值的基因資源。
選育并合理布局抗病品種是生產上防治條銹病最為有效、經濟的措施。然而，抗病性利用中面臨的主要問題是小麥品種常因條銹菌的毒性頻繁變異而“喪失”抗性。因而，深入開展小麥免疫調控機制的研究可為創(chuàng)制新型的抗病小麥品種提供重要的理論依據(jù)。近年來，感病基因失活被認為是獲得持久和廣譜抗性作物的有效途徑。
近日，西北農林科技大學康振生/張新梅團隊在《Plant Physiology》發(fā)表了題為《TaBln1, a member of Blufensin family, negatively regulates wheat resistance to stripe rust by reducing Ca2+ influx》的研究論文，揭示了小麥感病基因負調控小麥抗條銹病新機制。該研究為揭示小麥感病基因在植物與病原菌互作過程中的分子機制提供了新線索，為小麥分子設計育種提供了具有重要應用價值的基因資源。
在本研究中，作者發(fā)現(xiàn)小麥條銹菌強毒株CYR31能夠顯著誘導TaBln1基因的表達。通過病毒誘導的基因沉默技術沉默TaBln1的表達發(fā)現(xiàn)，Pst的生長發(fā)育減緩，而宿主的防御反應則明顯增強。
此外，作者還發(fā)現(xiàn)TaBln1與細胞膜上的鈣調蛋白TaCaM3發(fā)生相互作用。鈣調蛋白是鈣信號通路的關鍵成分，在植物感知外界脅迫過程中發(fā)揮重要作用。通過沉默TaCaM3基因，Pst的感染面積和產孢量均有所增加，小麥對Pst抗性下降。同時，非損傷技術和幾丁質處理實驗表明，短暫沉默TaCaM3可導致小麥葉肉細胞中Ca2+內流的減少，而TaBln1的沉默則導致Ca2+內流顯著增加。以上研究結果表明，TaBln1通過影響TaCam3和Ca2+之間的平衡來負調節(jié)小麥對Pst的抗性，并且TaCam3可能是TaBln1在小麥對Pst感染的反應中的靶點。
該研究擴展了我們對小麥感病基因作用機制及鈣調蛋白的認識，并為未來利用CRISPR編輯TaBln1基因實現(xiàn)持久抗病提供一個新的靶點。
論文鏈接
https://doi.org/10.1093/plphys/kiac112
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