近日,Journal of Experimental Botany在线发表了扬州大学王幼平教授团队题为“The transcription factor BnaWRKY75 enhances resistance to the necrotrophic pathogen Sclerotinia sclerotiorum by promoting salicylic acid biosynthesis in oilseed rape”的研究论文。该研究揭示了转录因子BnaWRKY75通过转录激活水杨酸(SA)合成关键基因BnaICS1,促进SA的生物合成,从而显著增强油菜对核盘菌的抗性,为深入理解油菜抗菌核病的分子调控网络奠定了重要基础。
油菜对菌核病的抗性是复杂的数量性状,深入解析其抗病分子机制并克隆关键抗病基因,对培育抗病新品种具有重要的理论意义和应用价值。WRKY转录因子在植物抗病响应中发挥着至关重要的调控作用。研究团队发现,在核盘菌侵染后,BnaWRKY75是所有WRKY转录因子中诱导表达最为显著的基因。在油菜中过表达BnaA10.WRKY75显著增强了对菌核病的抗性,而BnaWRKY75敲除系则表现出显著的抗性下降,表明BnaWRKY75正向调控油菜的菌核病抗性。通过RNA-seq和激素含量测定,发现BnaWRKY75介导的菌核病抗性可能与SA的合成密切相关。进一步的DAP-seq实验表明,SA合成的关键基因BnaICS1是BnaA10.WRKY75的潜在靶基因。通过酵母单杂交、双荧光素酶报告系统和凝胶阻滞实验进一步验证,BnaA10.WRKY75能直接结合BnaCnn.ICS1启动子并激活其转录,进而增强SA的生物合成并启动SA介导的抗病反应。遗传学分析进一步表明,在调控菌核病抗性的途径中,ICS1位于BnaA10.WRKY75的下游。外施SA显著增强了油菜对菌核病的抗性,进一步证明了SA在油菜菌核病抗性中的关键作用。此外,该研究还发现油菜中不同的BnaICS1同源拷贝存在转录调控的差异。综上所述,该研究揭示了转录因子BnaWRKY75在油菜抗菌核病中的重要作用,通过直接激活BnaICS1基因促进SA的合成,进而触发SA介导的抗病反应。这为深入理解植物对死体营养型病原菌的免疫反应提供了新的视角和见解。
扬州大学已毕业博士研究生刘东晓和在读博士研究生樊佳林为该论文的第一作者,吴健副教授为通讯作者。林俐副教授、孙勤富博士等参与了部分工作,王幼平教授参与指导了该研究工作。该研究得到了国家重点研发和国家自然科学基金以及江苏省杰出青年基金资助。
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