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英国立博ladbrokes青稞育种创新团队在青稞抗白粉病机理研究方面取得新进展
 

在国家重点研发计划项目(批准号:2018YFD1000703-5)的资助下,英国立博ladbrokes(省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室)青稞育种创新团队与柔性引进人才许从萍联合在青稞抗白粉病分子机理研究方面取得重要新进展,相关成果以“青稞通过茉莉酸信号介导相关防御基因进行去甲基化修饰从而积累芳香族酚胺来抵御白粉病的侵染(Resistance to powdery mildew in qingke involves the accumulation of aromatic phenolamides through jasmonate-mediated activation of defence-related genes)”发表在《植物科学前沿》Frontiers in Plant Science上(论文DOI:10.3389/fpls.2022.900345)。

青稞白粉病是一种非常具有破坏力的植物疾。裳现亟档团┳魑锏牟。尽管这些年许多研究致力于识别白粉病相关的抗性位点和基因,但是有关植物抵御白粉的整体代谢调控网络变化的研究仍然比较匮乏。

研究通过白粉敏感性G72和耐白粉胁迫K69进行系统的代谢组、转录组、蛋白组等多组学结合比较分析的方法,探索青稞抵御白粉胁迫的分子机制。整合的结果表明,茉莉酸(JA)和(+)-7-异茉莉基-l-异亮氨酸(JA-Ile)的快速诱导,尤其是芳香族酚胺的诱导性积累赋予了青稞特异性抵御白粉病侵染的能力。进一步实验结果表明,外施芳香族酚胺物质可以明显增强青稞对白粉病的抵御能力。HvTBT1和HvTBT2负责合成芳香族酚胺,从而增强对白粉的抵御能力。此外,ChIP-seq检测结果显示,在茉莉酸甲酯和白粉处理的植株中,HvTBT1和HvTBT2这两个基因的组蛋白H3K27me3的修饰水平显著降低。结果表明,一种茉莉酸信号介导的针对防御相关基因进行去甲基化修饰从而控制芳香酚胺物质的积累以增强青稞对白粉病的抵御能力。

该成果可开发成分子标记,用于加快青稞抗病品种选育的进程,为西藏青稞新品种培育奠定重要的技术基础。

图 JMJ705和JA诱导的蛋白与酚胺的生物合成相关性分析。(A)施加白粉处理后,酚胺通路合成相关的基因、JA诱导蛋白、JMJ705的表达模式分析(B)构建酚胺、酰基转移酶、JMJ705以及JA诱导蛋白共表达分析网络 (C)基于qRT-PCR数据对酚胺合成通路相关基因的表达水平进行层次聚类热图展示。每行的基因表达水平归一化为0-1。采用定量RT-PCR方法检测其表达水平

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