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    中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院任華中、劉興旺團(tuán)隊解析黃瓜表皮毛形態(tài)發(fā)育新機(jī)制

    放大字體  縮小字體 時間:2024-05-21 16:22 來源:中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 原文:
    核心提示:近日,園藝學(xué)院任華中、劉興旺團(tuán)隊在《前沿研究期刊》(Journal of Advanced Research)雜志在線發(fā)表論文《CsTM通過和CsTIP1;1相互作用改變多細(xì)胞表皮毛形態(tài)及增強(qiáng)蚜蟲抗性》,解析了黃瓜類受體激酶基因Trichome morphology (CsTM)調(diào)控表皮毛形態(tài)發(fā)育和抗蚜的分子機(jī)制。
      中國農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日,園藝學(xué)院任華中、劉興旺團(tuán)隊在《前沿研究期刊》(Journal of Advanced Research)雜志在線發(fā)表論文《CsTM通過和CsTIP1;1相互作用改變多細(xì)胞表皮毛形態(tài)及增強(qiáng)蚜蟲抗性》(The CsTM alters multicellular trichome morphology and enhances resistance against aphid by interacting with CsTIP1;1 in cucumber),解析了黃瓜類受體激酶基因Trichome morphology (CsTM)調(diào)控表皮毛形態(tài)發(fā)育和抗蚜的分子機(jī)制。
     
      植物表皮毛是植物地上部分的特化表皮細(xì)胞,是植物與環(huán)境之間的第一道屏障,在抵御生物和非生物脅迫中發(fā)揮著不可忽視的作用。黃瓜作為最為重要的園藝作物之一,其生產(chǎn)上經(jīng)常遭受蚜蟲(Aphis gossypii Glover)等的為害,嚴(yán)重制約了黃瓜的生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量安全。盡管已有大量報道認(rèn)為表皮毛具有抗蚜能力,但迄今尚無證據(jù)表明控制表皮毛發(fā)育的基因直接參與植物對蚜蟲的抗性。
     
      任華中/劉興旺團(tuán)隊課題組發(fā)現(xiàn)近等基因系3541(mutant)和3542(WT)的表皮毛形態(tài)存在顯著差異,且突變體3541更易遭蚜蟲取食。利用體式顯微鏡和掃描電鏡詳細(xì)觀察了各部位的表皮毛形態(tài)特征。通過分析6102-7、3407和3542共計3種表皮毛正常材料為親本構(gòu)建的BC1和F2群體,證實了該性狀是由單基因控制的隱性性狀。圖位克隆結(jié)合精細(xì)定位顯示候選基因為Csa1G056960,編碼C型凝集素類受體激酶,命名為CsTM。構(gòu)建敲除突變體發(fā)現(xiàn)植株全身表皮毛發(fā)育受阻,近似無毛,同時現(xiàn)存的表皮毛形態(tài)亦發(fā)生顯著變化。此外,利用膜酵母文庫篩選到了水通道蛋白基因CsTIP1;1能夠在蛋白水平和TM相互作用并被磷酸化修飾。沉默CsTM和CsTIP1;1不僅可影響表皮毛形態(tài)發(fā)育,還能降低細(xì)胞內(nèi)的H2O2含量。胞內(nèi)H2O2含量的多少暗示了誘導(dǎo)分子免疫的強(qiáng)度,從而揭示了激酶TM和水通道蛋白TIP1;1的抗蚜機(jī)理。該研究首次報道了類受體激酶CsTM通過調(diào)控表皮毛形態(tài)發(fā)育并進(jìn)而影響了植物抗蚜能力的分子機(jī)制,豐富了表皮毛發(fā)育調(diào)控網(wǎng)絡(luò),為黃瓜表皮毛的發(fā)生和抗蚜種質(zhì)資源培育提供了一個全新的視角。
     
      中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院博士研究生楊松林、薛舒丹為本論文共同第一作者,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院任華中教授、劉興旺副教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、三亞市崖州灣科技項目、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)—阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新專項資金等的資助。
     
      任華中、劉興旺課題組長期從黃瓜遺傳改良與分子調(diào)控研究,取得了一系列重要研究進(jìn)展,在Journal of Advanced Research、Plant Biotechnology Journal、New Phytologist、Plant Physiology、The Plant Journal、Horticulture Research等國際主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文30余篇。
    日期:2024-05-21
     
     地區(qū): 中國
     行業(yè): 轉(zhuǎn)基因食品 食品檢測 果蔬
     標(biāo)簽: 基因 黃瓜
     科普: 基因 黃瓜
     
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