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成都生物所在脱落酸诱导植物抗病方面研究获进展

文章来源:成都生物所 发表时间:2017-09-08

  脱落酸(Abscisic acid,ABA,S-ABA)是植物五大内源激素之一,在植物生长发育中具有重要作用。海量研究报道表明, ABA最重要的功能之一是参与调节植物非生物逆境胁迫适应生理过程,被称为植物“胁迫激素”。然而,有关ABA在抗病方面所起的作用,仍存在争议。

  中科院成都生物所谭红研究员团队大量田间试验发现,使用低浓度外源S-ABA (以下简称ABA,2~4 mg/L)处理作物后,能显著提高多种作物的广谱抗病特性。

  为研究ABA诱导的抗病分子机制,马欣荣课题组以番茄为材料,整合转录组及microRNAs(miRNAs)组学分析外源ABA对番茄基因表达的作用。转录组分析显示,外源低浓度的S-ABA (2 mg/L,7.58 μmol/L)喷施叶面,引起番茄叶片中大量基因对ABA产生响应。超过21,700(约55%)个unigenes对ABA产生响应,其中约13%的基因(2,787)表达发生显着变化,显着上调的为1,952个,是下调的2.3倍(下调的为835个)。进一步分析显示,ABA不仅能显著提高非生物胁迫抗性基因的表达,而且能显著上调大多数抗病相关基因如NBS-LRRs,AP2/EREBPs,serine/ threonine-protein kinases,PAL、PPO、POD、几丁质酶等的表达,同时与抗病相关的水杨酸、乙烯,茉莉酸信号通路上的基因也上调。

  关联miRNAs分析,ABA显著改变miRNAs的组成和表达丰度, 大多数miRNAs下调表达,相应的抗病、抗逆靶基因表达上调。miRNAs与靶基因表达呈负相关,通过诱导靶基因mRNA的降解或抑制蛋白翻译参与转录和转录后调控。

  因此,ABA (S-ABA)诱导植物对病原菌的抗性,途径之一可能是通过调节miRNAs和相关基因的表达,启动植物的防御机制,从而引起一系列生理生化变化来实现的。

  研究结果为绿色农业生产应用提供理论支持及方法,为实现作物“两减一增”做出贡献。该研究获得科学院重点项目及STS项目资助。

  发表论文:

  1. Hai-Yang Cheng†, Yan Wang†, Xiang Tao†, Yan-Fen Fan, Ya Dai, Hong Yang, Xin-Rong Ma*. Genomic profiling of exogenous abscisic acid-responsive microRNAs in tomato (Solanum lycopersicum). BMC Genomics, 2016, 17: 423-435.

  2. Yan Wang†, Xiang Tao†, Xiao-Mei Tang, Liang Xiao, Jiao-long Sun, Xue-Feng Yan, Dan Li, Hong-Yuan Deng and Xin-Rong Ma*. Comparative transcriptome analysis of tomato (Solanum lycopersicum) in response to exogenous abscisic acid. BMC genomics, 2013, 14: 841-854.

  3. Weiwei Song, Xinrong Ma, Hong Tan, Jinyan Zhou. Abscisic acid enhances resistance to Alternaria solani in tomato seedlings. Plant Physiology and Biochemistry, 2011, 49(7): 693-700.

  原文链接1原文链接2原文链接3 

  

 

  

 

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