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本研究揭示了CsLOB1-CsERF027转录复合体通过蛋白互作协同激活CsRAP2.3-CsERF1级联通路,触发JA/ET依赖性ERF/ORA59信号分支的新机制。过表达CsLOB1显著提升系统获得性抗性标记基因(CsPR1/2/4)表达,维持ROS稳态并降低H2O2和MDA积累,为柑橘抗病育种提供新靶点。
柑橘靶斑病(TSD)是由低温致病真菌Pseudofabraea citricarpa引起的重大病害,严重威胁柑橘产业。研究首次发现LBD家族基因CsLOB1在抗病品种'尤力克'中的表达显著高于易感品种'塔罗科',外源茉莉酸甲酯(MeJA)和乙烯(ET)处理可诱导其表达上调。
转基因功能验证显示,过表达CsLOB1的柑橘植株对P. citricarpa抗性增强,表现为病斑直径减小40.6%-51.6%,系统获得性抗性标记基因CsPR1/2/4表达上调,同时维持活性氧(ROS)稳态,降低H2O2和丙二醛(MDA)积累。相反,RNAi沉默株系出现氧化损伤加剧,病斑扩大14%-25%。分子互作实验证实CsLOB1直接结合CsRAP2.3启动子,并与CsERF027形成异源二聚体。
深入机制研究表明,CsRAP2.3作为AP2/ERF转录因子,通过结合CsERF1启动子激活JA/ET依赖性ERF/ORA59通路关键标记基因CsPDF1.2的表达。病毒诱导基因沉默(VIGS)实验证实,沉默CsRAP2.3、CsERF1或CsERF027会加重病害发生,而过表达则显著增强抗性。外源MeJA处理使病斑直径减少40%,且病原菌侵染后柑橘体内JA含量提升127.98%。
研究创新性揭示CsLOB1通过与CsERF027互作形成转录复合体,协同调控CsRAP2.3-CsERF1级联通路,最终激活JA/ET信号途径的分子机制。该发现不仅拓展了LBD家族基因在植物抗病中的功能认知,更为柑橘抗病育种提供了CsERF027、CsRAP2.3和CsERF1等多个可操作分子靶标。
在技术应用层面,研究建立了一套完整的柑橘抗病评价体系,包括DAB染色、H2O2/MDA含量测定、酵母杂交(Y1H/Y2H)和双分子荧光互补(BiFC)等实验方法。转录组分析发现5781个差异表达基因(DEGs),其中CsLOB1调控的15个关键基因涉及JA/ET通路、ROS清除和SA途径。
该成果对理解柑橘-病原菌互作具有重要理论价值,开发的分子标记和抗性调控模块为柑橘抗病品种选育提供了新策略,对减少化学农药使用、实现绿色防控具有实践指导意义。
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