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版纳植物园揭示WRKY8转录调控因子参与调控抗病毒反应

来源:西双版纳热带植物园 作者: 2013-5-20
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摘要: 植物病毒是导致粮食、油料、蔬菜、果树、花卉产量下降和品质变劣的重要原因,由于在农业生产上对植物病毒病的防治非常困难,植物病毒病素有“植物癌症”之称。植物病毒成功侵染寄主植物之后,从最初侵染的细胞移动到相邻的健康细胞而完成局部侵染,随后经输导组织进行快速的长距离运输,引起系统侵染。病毒进入韧皮部进行......


植物病毒是导致粮食、油料、蔬菜、果树、花卉产量下降和品质变劣的重要原因,由于在农业生产上对植物病毒病的防治非常困难,植物病毒病素有“植物癌症”之称。植物病毒成功侵染寄主植物之后,从最初侵染的细胞移动到相邻的健康细胞而完成局部侵染,随后经输导组织进行快速的长距离运输,引起系统侵染。病毒进入韧皮部进行长距离的运输是建立系统侵染的关键。在病毒感染寄主细胞的过程中,外界病毒侵入寄主植物细胞是病毒侵染植物并在植物体内迅速扩散至关重要的第一环节。对于寄主植物而言,坚守病毒入侵的至关重要的门户是避免植物遭受病毒病危害的关键所在。因此,系统解析植物是如何防范病毒侵染寄主植物及随后在体内转运等数个重要环节,将有助于发掘许多十分重要的功能基因。

中科院西双版纳热带植物园余迪求研究员领导的植物分子生物学研究组通过研究发现,拟南芥WRKY8基因在调控植物病毒TMV-Cg系统侵染方面具有重要功能。随后研究组对WRKY8参与调控植物病毒TMV-Cg在植株系统性叶片中的运输和积累的分子机理进行了详细解析,其主要研究结果如下:(1)通过表达分析发现,拟南芥WRKY8基因受ABA及伤害诱导表达,而受病毒TMV-Cg抑制表达,同时WRKY8基因突变后促进了植物病毒TMV-Cg在植株系统性叶片中的运输和积累,这些结果暗示WRKY8基因作为正调控因子参与抗病毒响应过程。(2)进一步研究发现,WRKY8通过调控脱落酸(ABA)及乙烯(ET)两条信号转导途径参与调控植物抗病毒响应过程。免疫沉淀实验证实病毒TMV-Cg侵染能促进WRKY8与ABI4启动子上的W-box盒的结合而抑制了对ACS6及ERF104启动子上的W-box盒的结合能力;这些结果证实脱落酸(ABA)和乙烯(ET)同时参与植物抗病毒响应过程。(3)利用ABA及ET两条信号转导途径的突变体及外源施用ABA或ACC进行抗病毒实验同时证实ABA可以提高植株对病毒的抗性水平而ET则促进了病毒在植株系统性叶片中的积累。以上研究结果表明,拟南芥WRKY8通过调控ABA及ET两条信号转导途径中的重要基因来控制植物病毒的系统侵染过程,它可能参与调控ABA及ET两条信号转导途径的交互(Crosstalk)。

相关研究成果以WRKY8 transcription factor functions in the TMV-cgdefense response by mediating both abscisic acidand ethylene signaling in Arabidopsis为题,在国际学术刊物Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(PNAS)上在线发表。

该项研究得到转基因生物新品种培育科技重大专项(2009ZX08009-066B)、国家自然科学基金(90817003,31200915)及中科院的资助。


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