國(guó)際期刊|翌圣qPCR Mix助力清華研究團(tuán)隊(duì)Nature發(fā)文
蚜蟲(chóng)是全球范圍內(nèi)最具破壞性的農(nóng)業(yè)和園藝害蟲(chóng)之一，它們吸食植物汁液并針對(duì)許多糧食、水果和蔬菜作物傳播超過(guò)40%的植物病毒，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成廣泛的破壞。蚜蟲(chóng)的侵害誘導(dǎo)植物釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物，其中主要為水楊酸甲酯（methyl salicylate，MeSA）。MeSA通過(guò)趨避、吸引捕食者或降低昆蟲(chóng)的生存適應(yīng)性等方式參與植物的防御過(guò)程。但是MeSA如何作為植物間的通信信號(hào)來(lái)激活鄰近植物的抗蚜蟲(chóng)防御是一個(gè)長(zhǎng)期存在且未解決的問(wèn)題。
9月13日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院劉玉樂(lè)研究團(tuán)隊(duì)在Nature (IF=64.8)在線發(fā)表了題為“Molecular basis of methyl-salicylate-mediated plant airborne defense”的研究論文，該研究鑒定了識(shí)別氣態(tài)水楊酸甲酯(MeSA)的植物受體，揭示MeSA介導(dǎo)的植物氣傳性免疫的分子機(jī)制及植物病毒的反防御機(jī)制，為防治病蟲(chóng)害提供了突破點(diǎn)和研究方向。
植物氣傳性免疫的分子機(jī)制圖(圖片來(lái)自于原文)
圖示相關(guān)說(shuō)明：
MeSA：水楊酸甲酯的縮寫，其為一種揮發(fā)性有機(jī)化合物，可以作為植物間的信號(hào)分子。它可以引發(fā)植物的防御反應(yīng)，吸引天敵或寄生蟲(chóng)來(lái)捕食害蟲(chóng)，從而減少害蟲(chóng)的數(shù)量。
SA：水楊酸的縮寫，一種植物內(nèi)源性激素，廣泛參與植物的生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆應(yīng)答過(guò)程。
NAC2：一種轉(zhuǎn)錄因子，參與調(diào)控植物的抗病毒防御。它可以與其他蛋白質(zhì)相互作用，調(diào)控相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，從而增強(qiáng)植物對(duì)病毒的抵抗能力。
SAMT1：編碼一種酶，被認(rèn)為是植物中MeSA的合成關(guān)鍵酶。其功能是將MeSa轉(zhuǎn)化為SA，從而參與植物的抗病毒防御過(guò)程。
SABP2：一種SA結(jié)合蛋白，在植物中起到類似感受器的作用。它能夠感知和轉(zhuǎn)化揮發(fā)性的MeSA成SA，從而觸發(fā)NAC2介導(dǎo)的植物對(duì)蚜蟲(chóng)和病毒的抵抗。
該文研究了植物之間的氣傳性免疫（AD）機(jī)制，發(fā)現(xiàn)MeSA、SABP2、NAC2和SAMT1形成了一個(gè)信號(hào)傳導(dǎo)回路，介導(dǎo)了植物對(duì)蚜蟲(chóng)和病毒的防御。
研究人員通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，發(fā)現(xiàn)MeSA是受蚜蟲(chóng)攻擊的植物釋放的唯一的一種揮發(fā)性有機(jī)化合物。當(dāng)植物受到蚜蟲(chóng)的攻擊時(shí)，它們會(huì)感知到蚜蟲(chóng)的吸食行為，并刺激SA的合成。SA會(huì)激活NAC2-SAMT1模塊，進(jìn)而產(chǎn)生揮發(fā)性的MeSA。SABP2作為一個(gè)類似于嗅覺(jué)結(jié)合蛋白的受體，周圍的接收植物會(huì)通過(guò)SABP2將揮發(fā)性的MeSA轉(zhuǎn)化為SA，這作為信號(hào)觸發(fā)NAC2-SAMT1模塊，并引發(fā)對(duì)蚜蟲(chóng)和病毒的防御。
研究還發(fā)現(xiàn)，一些蚜蟲(chóng)傳播的病毒通過(guò)與植物的NAC2相互作用，使其在細(xì)胞內(nèi)重新定位和不穩(wěn)定化，從而抑制植物的氣傳性免疫。這導(dǎo)致植物對(duì)蚜蟲(chóng)的排斥減弱，更適合蚜蟲(chóng)的生存、侵襲和病毒傳播。病毒通過(guò)這種方式干擾植物的防御機(jī)制，從而增加自身的傳播能力。這種現(xiàn)象揭示了蚜蟲(chóng)和病毒之間的共同進(jìn)化互惠關(guān)系。
總的來(lái)說(shuō)，本研究揭示了植物之間通過(guò)MeSA介導(dǎo)的空氣傳遞防御機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)了蚜蟲(chóng)傳播的病毒如何干擾這一防御機(jī)制。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解植物之間的相互作用和抗蟲(chóng)抗病機(jī)制具有重要意義。
在該研究中，研究人員選擇了翌圣qPCR Mix用于基因表達(dá)情況分析。
(圖片來(lái)自原文)
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