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沉默GmATG10导致大豆免疫反应的激活

日期: 来源:生物工程学报收集编辑:周涛等


 导读

病虫害是影响作物产量和质量的关键因素,给世界粮食安全造成严重威胁。挖掘植物自身的抗病基因资源,并加以对栽培品种进行遗传改良,是防治田间病虫害问题的一种环保且有效的途径。
周涛等利用病毒介导基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术在大豆(Glycine max)中同时沉默了两个E2结合酶基因GmATG10a (autophagy-related gene 10a)和GmATG10b,发现转化植株在碳饥饿处理后体内自噬标志蛋白GmATG8得到积累,出现叶片早衰。同时,GmATG10a/10b基因沉默还分别增强植株对大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)和大豆斑疹病菌(Xanthomonas campestris pv. glycine, Xag)等不同病原物的抗性,表明GmATG10a/10b是大豆免疫响应的负调控子,为大豆抗病育种提供新资源。


论文概览


标题



沉默GmATG10导致大豆免疫反应的激活

作者



周涛,叶梅燕,刘天瑶,兰胡娇,Hashimi Said Masoud,郭威,刘建中

引用



周涛, 叶梅燕, 刘天瑶, 兰胡娇, Hashimi Said Masoud, 郭威, 刘建中. 沉默GmATG10导致大豆免疫反应的激活[J]. 生物工程学报, 2023, 39(2): 586-602.


要:自噬途径是真核生物中普遍存在的物质降解及循环利用的保守机制,在真核生物的生长发育以及免疫反应等方面起着至关重要的作用。而ATG10在自噬体(autophagosomes)的形成过程中起着非常重要的作用。为探讨大豆(Glycine max) ATG10在免疫防御反应中的功能,本研究采用大豆豆荚斑驳病毒(bean pod mottle virus, BPMV)诱导的基因沉默技术(virus-induced gene silencing, VIGS)成功地在大豆中同时沉默ATG10的两个同源基因(GmATG10aGmATG10b);通过黑暗诱导的碳饥饿处理以及GmATG8积累水平的Western blotting分析证明,同时沉默GmATG10a/10b可导致大豆叶片出现自噬缺陷;抗病性鉴定与激酶分析证明沉默GmATG10a/10b可通过负调控GmMPK3/6激活而参与免疫反应,是大豆免疫反应的负调控因子。




图片摘要



1 BPMV-VIGS介导的GmATG10a/10b沉默


2 黑暗处理条件下GmATG10a/10b沉默株叶片出现加速衰老表型


3 沉默GmATG10a/10b导致GmATG8在叶片中的积累水平升高


4 DAB染色检测GmATG10a/10b沉默株中的H2O2的积累水平


5 GmATG10a/10b沉默株中GmPR1GmPR5的表达量上调


6 沉默GmATG10a/10b导致flg22诱导的GmMPK3/6的激活程度增强


7 GmATG1010a/10b沉默植株对大豆花叶病毒(SMV)的抗性增强


8 GmATG10a/10b沉默株对大豆斑疹病菌(Xag)的抗性增强


9 YFP-GmATG10a的亚细胞定位


更多内容,详见最下方【阅读原文】




关于本刊

《生物工程学报》(1985年创刊,月刊)是由中国科学院微生物研究所和中国微生物学会共同主办,国内外公开发行的学术期刊。本刊重点报道生物工程领域的最新研究成果与进展,主要栏目有:综述、工业生物技术、合成生物技术、环境生物技术、农业生物技术、食品生物技术、医药生物技术等。《生物工程学报》是北大中文核心期刊、中信所中国科技核心期刊、中国科学引文数据库CSCD核心期刊、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊。本刊已被美国医学索引MEDLINE/PubMed、荷兰Scopus、美国化学文摘CA、美国生物学文摘BA、俄罗斯文摘AJ、日本科学技术社数据库JST、英国国际农业与生物科学研究文摘CABI、美国剑桥科学文摘(自然科学卷)CSA(NS)、波兰哥白尼索引IC、荷兰医学文摘EMBASE、中国科学引文数据库(CSCD)、中国知网(CNKI)、万方数据库等国内外多个检索数据库收录。《生物工程学报》曾获得百种中国杰出学术期刊(2012年)、中国精品科技期刊(2014−2017年)、中国科学院科学出版基金科技期刊排行榜三等奖(2015−2018年)等荣誉,并获得中国科协精品科技期刊学术质量提升项目(2015−2017年)、中国科协中文科技期刊精品建设计划“学术创新引领项目”(2018年)、中国科技期刊卓越行动计划项目(2019−2023年)资助。


设计制作:黄弋戈

——期刊新媒体部出品

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