2023年3月，西北農(nóng)林科技大學(xué)植物免疫團(tuán)隊(duì)康振生/張新梅小組揭示CaREM1.4與CaRIN4相互作用，并通過細(xì)胞死亡途徑來調(diào)節(jié)辣椒對青枯菌抗性的分子機(jī)制。研究成果以“CaREM1.4 interacts with CaRIN4 to regulate Ralstonia solanacearum tolerance by triggering cell death in pepper”為題在《Horticulture Research》在線發(fā)表。博士研究生張艷琴為第一作者，植保學(xué)院康振生院士和生命學(xué)院張新梅副教授為通訊作者。

 

　　辣椒（Capsicum annuum L.）作為我國重要的蔬菜，易受多種土傳病害的威脅。由青枯菌（Ralstonia solanacearum）引起的青枯病，是辣椒等茄科作物的重要病害之一。Remorin作為一種植物特異性蛋白，在植物防御反應(yīng)中發(fā)揮著重要功能。然而，大多數(shù)Remorin基因在茄科作物中的確切功能和調(diào)控機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

 

　　本研究根據(jù)Remorin蛋白的C端保守結(jié)構(gòu)域鑒定了18個辣椒的CaREMs基因，并對這些CaREMs基因進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育分析、染色體定位、保守基序及基因結(jié)構(gòu)等分析。利用qRT-PCR分析了I族CaREMs在青枯菌處理下的轉(zhuǎn)錄水平，發(fā)現(xiàn)CaREM1.4在青枯菌處理后上調(diào)表達(dá)最為顯著，并對其進(jìn)行了深入研究。利用VIGS技術(shù)沉默CaREM1.4后青枯菌含量顯著增加，防御相關(guān)基因下調(diào)表達(dá)，減弱了辣椒對青枯菌的抗性；在辣椒和煙草中瞬時過表達(dá)CaREM1.4能夠誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生，觸發(fā)細(xì)胞死亡，并上調(diào)免疫相關(guān)基因的表達(dá)。通過Y2H、BiFC、Co-IP及Split-LUC驗(yàn)證了CaREM1.4與CaRIN4-12存在互作關(guān)系，功能分析表明CaRIN4-12在辣椒與青枯菌互作過程中發(fā)揮負(fù)調(diào)節(jié)作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)CaRIN4-12能夠抑制由CaREM1.4引起的ROS迸發(fā)及細(xì)胞壞死，這些結(jié)果表明，CaREM1.4為辣椒與青枯菌互作的正調(diào)控因子，而CaRIN4-12通過與前者相互作用并影響其功能，發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用。該研究增加了Remorin基因在茄科作物中功能及調(diào)控機(jī)制的理解。

 

　　西北農(nóng)林科技大學(xué)陳鵬教授，逯明輝副教授，生命科學(xué)學(xué)院已畢業(yè)碩士研究生李澤隆及旱區(qū)作物逆境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙華、袁鳳平博士的對本研究提供的幫助和支持。論文研究得到陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、陜西創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和教育部111項(xiàng)目的支持。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1093/hr/uhad053