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棉花团队在漆酶参与棉花广谱抗性研究中取得新进展

更新时间:2017-12-12 02:53:00点击次数:1024次字号:T|T

    近日,Plant Physiology杂志在线发表了我校棉花团队题为“Laccase GhLac1 modulates broad-spectrum biotic stress tolerance via DAMP-triggered immunity”的最新研究成果。该文阐述了漆酶参与了棉花对黄萎病、棉铃虫和棉蚜广谱抗性的调控机制。论文的第一作者为我室博士研究生胡琴,通讯作者为张献龙教授和朱龙付教授。

    漆酶是铜蓝氧化酶蛋白家族成员,广泛存在于植物和真菌中。有关真菌漆酶的应用及作用机理已有大量报道。植物漆酶相关的研究较少,一般认为植物漆酶能够参与木质素单体的聚合,但是关于漆酶参与植物广谱抗性调控却鲜有报道。该研究从分析棉花原生质体细胞壁再生的抑制差减cDNA文库入手,筛选并克隆了一个漆酶基因GhLac1,并且证实该基因能够加快原生质体细胞壁的重建。研究发现,无论是在棉花中超量表达还是抑制表达GhLac1基因均能增强棉花对黄萎病和棉铃虫的抗性;超量表达转基因材料还表现出对棉蚜抗性的增强,但抑制该基因表达的棉花易遭受棉蚜危害。后续的机制研究表明,超量表达GhLac1能够增强棉花木质素的合成,从而为抵御黄萎病、棉铃虫和棉蚜的侵染或取食建立了更强的物理屏障。在抑制GhLac的表达后,转基因材料中苯丙烷代谢流方向发生变化:木质素合成量减少,而黄酮代谢增强。同时抑制GhLac的表达还激活了植物激素茉莉酸的合成从而富集了更多的对病虫有害的次生代谢物质,因此抑制GhLac的表达也表现出对黄萎病和棉铃

虫抗性的增强。该研究细致分析了漆酶在棉花广谱抗病虫害中所扮演的复杂角色,并对创新棉花多抗材料提供了新的思路和基因资源。

 

原文链接:http://www.plantphysiol.org/content/early/2017/12/11/pp.17.01628