植物维管束抗病研究进展
发布时间：2021-08-14 19:56
本文系统介绍了植物维管束防卫反应的研究进展,并结合维管束中木质部和韧皮部的分化,以及木质部组成成分的分析,详细阐述了植物维管束在寄主植物中阻止病原菌入侵的潜在机理,以期对植物维管束抗病研究提供新的思路。
【文章来源】：植物生理学报. 2020,56(12)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
木质部和韧皮部的分化
拟南芥中有大约200个编码MYB的基因,根据N端DNA结构域的重复数目被分成很多类(R1-MYB、R2R3-MYB和R1R2R3-MYB),多数MYB转录因子通过与下游木质素合成基因启动子区的AC顺式元件结合调控其表达。其中MYB46和MYB83是SND1的直接靶蛋白,可直接对木质素途径进行调控;MYB58、MYB63和MYB85也是SND1介导的木质素合成转录激活子(Zimmermann等2004),正调控木质素的合成,过表达后增加木质素的异位沉积,但是不影响纤维素和木聚糖(Zhou等2009)。有趣的是,最近发现一种MYB转录因子通过PAL介导的木质素、SA的合成来调控对从韧皮部取食的褐飞虱的抗性。然而,植物免疫机制是如何激活木质素为基础的维管防御仍不清楚(He等2009)。木质素不仅是植物生长发育过程中的次生代谢产物,而且为限制病原菌侵染提供重要的物理屏障,是维管束抗性的重要组成之一(Chezem等2016;Karasov等2017)。植物与维管束病原菌共同进化形成了病原菌入侵时的维管防御机制,通过产生抗菌物质,如过氧化物酶、萜类和侵填体等来实施抗病性,或者增强由纤维素、果胶、半纤维素、木聚糖和木质素等组成的细胞壁的强度。此外,一些参与非宿主抗性(NHR)、系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)和维管束HR的信号成分也会影响维管防御。
木质素主要通过苯丙烷合成途径中羟基苯基(H)、愈甲酰基(G)和丁香基(S)单体脱氢聚合而成在细胞质中合成并转运到细胞壁(Boerjan等2003)。其中涉及的很多基因和酶已经被鉴定,包括苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸-4-羟基化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)、肉桂酰CoA还原酶(CCR)、咖啡酰辅酶AO-甲基转移酶(CCo AOMT)、阿魏酸-5-羟基化酶(F5H)、咖啡酸/5-羟基阿魏酸O-甲基转移酶(COMT)、肉桂醇脱氢酶(CAD)等(Du等2018)(图3)。如果编码这些合成酶的基因发生突变会导致植物产生缺陷的生长表型,如矮化、雄蕊不育,说明木质素对植物的生长发育有重要作用(Bonawitz等2010)。拟南芥中有大约200个编码MYB的基因,根据N端DNA结构域的重复数目被分成很多类(R1-MYB、R2R3-MYB和R1R2R3-MYB),多数MYB转录因子通过与下游木质素合成基因启动子区的AC顺式元件结合调控其表达。其中MYB46和MYB83是SND1的直接靶蛋白,可直接对木质素途径进行调控;MYB58、MYB63和MYB85也是SND1介导的木质素合成转录激活子(Zimmermann等2004),正调控木质素的合成,过表达后增加木质素的异位沉积,但是不影响纤维素和木聚糖(Zhou等2009)。有趣的是,最近发现一种MYB转录因子通过PAL介导的木质素、SA的合成来调控对从韧皮部取食的褐飞虱的抗性。然而,植物免疫机制是如何激活木质素为基础的维管防御仍不清楚(He等2009)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]棉花黄萎病菌毒素对棉花生化代谢的影响[J]. 侯丽娟,李卫,刘燕霞,杨家荣. 西北农业学报. 2010(12)
本文编号：3343090
【文章来源】：植物生理学报. 2020,56(12)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
木质部和韧皮部的分化
拟南芥中有大约200个编码MYB的基因,根据N端DNA结构域的重复数目被分成很多类(R1-MYB、R2R3-MYB和R1R2R3-MYB),多数MYB转录因子通过与下游木质素合成基因启动子区的AC顺式元件结合调控其表达。其中MYB46和MYB83是SND1的直接靶蛋白,可直接对木质素途径进行调控;MYB58、MYB63和MYB85也是SND1介导的木质素合成转录激活子(Zimmermann等2004),正调控木质素的合成,过表达后增加木质素的异位沉积,但是不影响纤维素和木聚糖(Zhou等2009)。有趣的是,最近发现一种MYB转录因子通过PAL介导的木质素、SA的合成来调控对从韧皮部取食的褐飞虱的抗性。然而,植物免疫机制是如何激活木质素为基础的维管防御仍不清楚(He等2009)。木质素不仅是植物生长发育过程中的次生代谢产物,而且为限制病原菌侵染提供重要的物理屏障,是维管束抗性的重要组成之一(Chezem等2016;Karasov等2017)。植物与维管束病原菌共同进化形成了病原菌入侵时的维管防御机制,通过产生抗菌物质,如过氧化物酶、萜类和侵填体等来实施抗病性,或者增强由纤维素、果胶、半纤维素、木聚糖和木质素等组成的细胞壁的强度。此外,一些参与非宿主抗性(NHR)、系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)和维管束HR的信号成分也会影响维管防御。
木质素主要通过苯丙烷合成途径中羟基苯基(H)、愈甲酰基(G)和丁香基(S)单体脱氢聚合而成在细胞质中合成并转运到细胞壁(Boerjan等2003)。其中涉及的很多基因和酶已经被鉴定,包括苯丙氨酸裂解酶(PAL)、肉桂酸-4-羟基化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)、肉桂酰CoA还原酶(CCR)、咖啡酰辅酶AO-甲基转移酶(CCo AOMT)、阿魏酸-5-羟基化酶(F5H)、咖啡酸/5-羟基阿魏酸O-甲基转移酶(COMT)、肉桂醇脱氢酶(CAD)等(Du等2018)(图3)。如果编码这些合成酶的基因发生突变会导致植物产生缺陷的生长表型,如矮化、雄蕊不育,说明木质素对植物的生长发育有重要作用(Bonawitz等2010)。拟南芥中有大约200个编码MYB的基因,根据N端DNA结构域的重复数目被分成很多类(R1-MYB、R2R3-MYB和R1R2R3-MYB),多数MYB转录因子通过与下游木质素合成基因启动子区的AC顺式元件结合调控其表达。其中MYB46和MYB83是SND1的直接靶蛋白,可直接对木质素途径进行调控;MYB58、MYB63和MYB85也是SND1介导的木质素合成转录激活子(Zimmermann等2004),正调控木质素的合成,过表达后增加木质素的异位沉积,但是不影响纤维素和木聚糖(Zhou等2009)。有趣的是,最近发现一种MYB转录因子通过PAL介导的木质素、SA的合成来调控对从韧皮部取食的褐飞虱的抗性。然而,植物免疫机制是如何激活木质素为基础的维管防御仍不清楚(He等2009)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]棉花黄萎病菌毒素对棉花生化代谢的影响[J]. 侯丽娟,李卫,刘燕霞,杨家荣. 西北农业学报. 2010(12)
本文编号：3343090
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