植物在整個(gè)生長發(fā)育過程中經(jīng)受了各種病原菌的侵襲，植物經(jīng)過與病原菌的長期共進(jìn)化形成了一套復(fù)雜的防御體系。在整個(gè)植物與病原微生物互作過程中，多種植物激素（如水楊酸、乙烯和茉莉酸等）發(fā)揮著十分重要的調(diào)控功能。不同的植物激素介導(dǎo)不同的植物與病原微生物互作信號途徑，并有針對性地調(diào)控植物應(yīng)對不同類型病原菌的侵染，比如水楊酸主要調(diào)控植物抵抗活體營養(yǎng)型病原菌的侵染；茉莉酸和乙烯主要介導(dǎo)死體營養(yǎng)型病原菌的侵染，并在植物與病原微生物互作過程中常常表現(xiàn)出拮抗作用。
目前已有大量的研究證實(shí)，植物WRKY基因家族在植物與病原微生物互作信號途徑中發(fā)揮重要的生物學(xué)功能，但其相互作用的分子機(jī)制尚不很清楚。近期，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園植物分子生物學(xué)研究組余迪求研究員的博士研究生陳利鋼和張利平同學(xué)通過潛心分析，系統(tǒng)解釋了擬南芥WRKY8基因如何參與調(diào)控植物與病原微生物互作反應(yīng)的分子機(jī)制及其信號通路。其主要研究結(jié)果如下：（1）通過表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，擬南芥WRKY8基因受病原微生物PstDC3000和Botrytis誘導(dǎo)表達(dá)，在調(diào)控?cái)M南芥抵抗病原微生物PstDC3000和Botrytis侵染中發(fā)揮重要的生物學(xué)功能。（2）wrky8基因突變體提高了對活體營養(yǎng)型病原菌PstDC3000的抗性水平，但降低了對死體營養(yǎng)型病原菌Botrytis的抗性水平；與之相反，高表達(dá)WRKY8基因植株對PstDC3000的抗性水平降低，而對Botrytis的抗性水平提高；（3）通過進(jìn)一步檢測抗病相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，wrky8基因突變導(dǎo)致受水楊酸調(diào)控的PR1基因表達(dá)提高，從而增強(qiáng)了抵抗PstDC3000侵染的抗性水平；同時(shí)通過抑制受茉莉酸調(diào)控的PDF1.2基因的表達(dá)，從而增加了對Botrytis侵染的敏感性。以上研究結(jié)果表明，擬南芥WRKY8基因在水楊酸信號途徑中起負(fù)調(diào)控作用，在茉莉酸途徑中起正調(diào)控作用。
擬南芥WRKY8作為轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子在不同類型的病原菌抗性中所具有的這種相反的生物學(xué)功能，說明抗病信號傳遞也發(fā)生在轉(zhuǎn)錄調(diào)控水平上。此外，更多參與這種相互拮抗調(diào)控的功能基因的發(fā)現(xiàn)和鑒定，將有助于科學(xué)家詳盡闡明不同信號途徑之間的拮抗機(jī)制。
該項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金的資助，相關(guān)研究成果已在國際著名學(xué)術(shù)刊物《Molecular Plant-Microbe Interactions》上發(fā)表（2010，23:558-565）。
