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2021年4月26日,福建农林大学何水林教授研究团队在Plant Physiology 杂志发表了题为Pepper NAC-type transcription factor NAC2c Balances the Trade-off Between Growth and Defense Responses 的研究论文,文章研究揭示了辣椒NAC 型转录因子CaNAC2c通过对不同环境的响应,维持植物生长,免疫以及耐热的分子机制。
植物对病原体攻击和高温胁迫(HTS)的反应在本质上是截然不同的,但通常它们又能共享多种信号传导成分。植物如何通过这些相同的信号传导中间体产生特定的反应,目前仍然不清楚。
借助反向遗传学方法,本研究阐释了辣椒 (Capsicum annuum) 在生长,免疫和耐热性之间协调的潜在机制。NAC 型转录因子CaNAC2c 由HTS 和青枯病菌(Ralstoniasolanacearum)感染 (RSI) 诱导。CaNAC2c 抑制辣椒的生长,通过激活茉莉酸介导的免疫和H2O2 积累来增强对RSI 的免疫力,并通过激活热休克因子A5 (CaHSFA5)的转录和阻断H2O2 积累,来促进对HTS的响应。研究表明,CaNAC2c 在物理上与CaHSP70 和CaNAC029 以特定的方式相互作用。在HTS中,核中的CaNAC2c-CaHSP70 相互作用可保护CaNAC2c 免受降解,并通过增加CaNAC2c 的结合及其靶启动子的转录激活,来导致耐热性的激活。在HTS条件下,CaNAC2c不会诱导免疫相关基因表达,这可能是由于26S蛋白酶体使CaNAC029 降解了。在RSI 条件下,CaNAC2c 与细胞核中的CaNAC029 相互作用,并激活茉莉酸介导的免疫,但会阻止激活耐热性相关基因的表达。在非胁迫条件下,CaNAC2c 通过与CaHSP70相互作用,使其仅存在于细胞核之外,因此无法激活免疫或是耐热性。
CaNAC2c 与CaNAC029 的相互作用及其对免疫或耐热相关基因转录的影响
综上,本研究结果表明,CaNAC2c通过诱导相关基因表达,以及与CaHSP70 和CaNAC029 的差异互作,对辣椒生长、免疫和耐热性具有协调而紧密的调控作用。
原文链接:https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab190/6255767
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