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河北农业大学马峙英团队揭示棉花HyPRP1基因抗黄萎病的分子机制


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12月7日,国际学术期刊BMC Plant Biology在线发表了河北农业大学马峙英教授团队题为“HyPRP1 performs a role in negatively regulating cotton resistance to V. dahliae via the thickening of cell walls and ROS accumulation”的研究论文。该研究报道了编码杂合富含脯氨酸蛋白(hybrid proline-rich protein)基因——HyPRP1在棉花抗黄萎病过程中发挥的重要作用,为阐明棉花抗黄萎病的分子机制提供了重要理论依据。

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研究团队从不同棉花品种中克隆到HyPRP1基因,其编码蛋白均具有保守的功能域Proline-rich repetitive和Pollen Ole e I。HyPRP1蛋白定位于细胞壁,主要在棉花的根和茎中表达。当受到黄萎病菌胁迫后,HyPRP1发生显著下调表达。利用VIGS(virus induced gene silencing)技术沉默HyPRP1后,棉苗抗病性显著提高。而当该基因超表达时,导致转基因拟南芥黄萎病抗性显著降低。通过启动子分析和激素诱导处理,推测该基因在棉花抗病过程中受水杨酸信号通路调控。利用RNA-Seq技术,比较分析了HyPRP1沉默后对棉花抗病通路的影响,发现有43个与活性氧爆发相关的基因和79个与细胞壁合成相关的基因表达发生显著变化。进一步的组织切片观察和生理生化指标测定显示,HyPRP1沉默可增加细胞壁厚度,提高木质素含量,增强活性氧积累。研究结果初步揭示出HyPRP1参与棉花抗病的分子机制,即通过SA路径下调表达HyPRP1,进而增厚细胞壁和增加活性氧积累响应黄萎病菌侵染。

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杨君博士为论文第一作者,马峙英教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、国家产业技术体系和河北省科技支撑项目资助。

原文链接:https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-018-1565-1




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