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      WRKY8轉錄調控因子參與調控植物抗病毒反應

      發(fā)布時間:2013-05-16
      來源:科技外事處

      植物病毒是導致糧食、油料、蔬菜、果樹、花卉產量下降和品質變劣的重要原因,由于在農業(yè)生產上對植物病毒病的防治非常困難,植物病毒病素有“植物癌癥”之稱。植物病毒成功侵染寄主植物之后,從最初侵染的細胞移動到相鄰的健康細胞而完成局部侵染,隨后經輸導組織進行快速的長距離運輸,引起系統(tǒng)侵染。病毒進入韌皮部進行長距離的運輸是建立系統(tǒng)侵染的關鍵。在病毒感染寄主細胞的過程中,外界病毒侵入寄主植物細胞是病毒侵染植物并在植物體內迅速擴散至關重要的第一環(huán)節(jié)。對于寄主植物而言,堅守病毒入侵的至關重要的門戶是避免植物遭受病毒病危害的關鍵所在。因此,系統(tǒng)解析植物是如何防范病毒侵染寄主植物及隨后在體內轉運等數個重要環(huán)節(jié),將有助于發(fā)掘許多十分重要的功能基因。

      版納植物園余迪求研究員領導的植物分子生物學研究組通過研究發(fā)現,擬南芥WRKY8基因在調控植物病毒TMV-Cg系統(tǒng)侵染方面具有重要功能。隨后我們對WRKY8參與調控植物病毒TMV-Cg在植株系統(tǒng)性葉片中的運輸和積累的分子機理進行了詳細解析,其主要研究結果如下:(1)通過表達分析發(fā)現,擬南芥WRKY8基因受ABA及傷害誘導表達,而受病毒TMV-Cg抑制表達,同時WRKY8基因突變后促進了植物病毒TMV-Cg在植株系統(tǒng)性葉片中的運輸和積累,這些結果暗示WRKY8基因作為正調控因子參與抗病毒響應過程。(2)進一步研究發(fā)現,WRKY8通過調控脫落酸(ABA)及乙烯(ET)兩條信號轉導途徑參與調控植物抗病毒響應過程。免疫沉淀實驗證實病毒TMV-Cg侵染能促進WRKY8與ABI4啟動子上的W-box盒的結合而抑制了對ACS6及ERF104啟動子上的W-box盒的結合能力;這些結果證實脫落酸(ABA)和乙烯(ET)同時參與植物抗病毒響應過程。(3)利用ABA及ET兩條信號轉導途徑的突變體及外源施用ABA或ACC進行抗病毒實驗同時證實ABA可以提高植株對病毒的抗性水平而ET則促進了病毒在植株系統(tǒng)性葉片中的積累。以上研究結果表明,擬南芥WRKY8通過調控ABA及ET兩條信號轉導途徑中的重要基因來控制植物病毒的系統(tǒng)侵染過程,它可能參與調控ABA及ET兩條信號轉導途徑的交互(Crosstalk)。

      相關研究成果以WRKY8 transcription factor functions in the TMV-cgdefense response by mediating both abscisic acidand ethylene signaling in Arabidopsis為題,在國際著名學術刊物Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(PNAS)上在線發(fā)表。

      該項研究得到轉基因生物新品種培育科技重大專項(2009ZX08009-066B),國家自然科學基金(90817003,31200915)及中科院“135工程(the CAS 135 program XTBG-F04)的資助。

      擬南芥WRKY8參與調控植物病毒TMV-cg與植物互作的簡化模式圖

      本文作者:陳利鋼 余迪求

      責任編輯:吳毅_151c53
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