今天是农历新年的第一天,小麦研究联盟全体成员恭祝所有科研工作者及其家人新年快乐、身体康健、新的一年中成果满满、科研顺利!
开始我们今天的推送学习,众所周知,在双子叶模式植物拟南芥中,NPR基因家族及TGA转录因子在参与SA信号通路介导的免疫反应中起着关键作用。然而,关于NPR基因在单子叶模式植物短柄草中的相关功能却知之甚少。2022121日在the plant journal上发表了题为“Immune gene activation by NPR and TGA transcriptional regulators in the model monocot Brachypodium distachyon”的研究论文。该论文对前面的问题做了一定的解释。
  • 结果1:短柄草NPR基因的表征
以拟南芥AtNPR1AtNPR3AtNPR4基因的ORF为模板序列,通过检索确定了短柄草中也存在3NPR基因,分别将其命名为BdNPR1BdNPR2BdNPR3,这些基因均具有BTB/POZ结构域、ANK结构域、核定位信号和NPR1-like结构域。亚细胞定位实验表明BdNPR1/2/3蛋白均定位在细胞核中。为了评估水杨酸对BdNPR转录水平的影响,通过外施水杨酸发现,BdNPR2的转录水平受到水杨酸的影响,并且在时间节点上与BdPR1一致,这也支持了BdNPR2的转路调控与PR1的转录调控的可能性。
  • 结果2:短柄草TGA基因的鉴定及调控NPR的模式

通过鉴定发现短柄草中共鉴定到5BdTGAcDNA克隆。通过LUC实验发现BdTGA1BdTGA3PR1的反式激活剂。然而,BdTGA2BdTGA4BdTGA5不太可能是PR1的激活物或抑制物。

为了评估BdNPRs的分子功能,将每个BdNPRs都与原生质体中的PR1::lucBdTGA1同时表达。结果发现:当BdNPR2同时表达时,BdTGA1介导的luc活性增强,但当BdNPR1BdNPR3同时表达时则没有增强。此外,当这些BdNPRs中的每一个与BdTGA3共表达时,BdTGA3介导的luc活性不会因任何BdNPRs的共表达而增强。分别利用短柄草原生质体和拟南芥原生质体来进行实验,结果均一致。同时通过体内体外的实验证明BdNPR2BdTGA1确实存在相互作用。

  • 结果3BdNPR2BdTGA1蛋白间的互作分析

基于AtNPR1中的Arg432残基和AtNPR4中相应的Arg419专门负责SA结合,利用网站预测到Arg468BdNPR2SA结合位点。通过构建突变体并利用LUC系统检测发现BdNPR2通过SA增强BdNPR2-BdTGA1亲和力以SA依赖的方式上调BdTGA1介导的PR1激活。

根据以上研究结果,提出了以下工作模型。当SA水平较低时,BdNPR1通过在PR1启动子上与BdTGA1和BdNPR2形成复合物而发挥阻遏作用;当SA水平在病原体攻击期间升高时,BdNPR2的转录水平增加,这导致在PR1启动子上的BdNPR2与SA相互作用并富集,从而导致PR1活性升高。

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创作者kjasfna

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