蛋白质质谱(蛋白质谱鉴定揭示植物协同免疫)
2021年4月26日,欧亿/明路的客户福建农林大学农学院何水林教授课题组在网上发表了一篇关于植物生理学的研究论文 。研究发现NAC转录因子CaNAC2c是辣椒生长、免疫和抗热过程中的重要调节因子,揭示了CaNAC2c在高温和病原侵染条件下,通过与CaHSP70和CaNAC029的差异结合,可以精确调节免疫 。
题目:辣椒的NAC转录因子NAC2c,平衡生长和防御反应的平衡 。
研究对象:辣椒
出版期刊:植物生理学
影响因子:6.902
发布时间:2021年4月26日
单位:福建农林大学农学院 。
本文中,蛋白质谱鉴定和酵母文库由欧亿/明路生物技术公司提供 。
●研究背景
辣椒是一种重要的茄科蔬菜,原产于热带和亚热带地区 。土传病害和高温胁迫是辣椒经常同时或交替遭受的两种主要胁迫,它们对辣椒的影响是相互关联的 。为了适应环境,辣椒必须对这些逆境做出协调反应,但相关的机制却鲜有报道 。
●研究结果
本研究借助反向遗传学解释了辣椒生长、免疫和耐热性之间协调的潜在机制 。HTS和RSI可以分别诱导和表达NAC转录因子,抑制辣椒的生长 。在RSI的作用下,CaNAC2c通过激活茉莉酸介导的免疫和H2O2积累,增强对RSI的免疫力 。在HTS的作用下,CaNAC2c受ABA信号通路的调控,通过特异性激活热休克因子A5 (CaHSFA5)的转录,阻断H2O2的积累,促进其对HTS的反应 。
发现CaNAC2c能以环境依赖的方式与CaHSP70和CaNAC029相互作用,从而精确调控辣椒的免疫反应和耐高温能力 。在HTS的作用下,CaNAC2c通过与核内CaHSP70相互作用,避免高温胁迫下的降解,与CaHSFA5等目的基因的启动子结合,转录调控增强,从而提高辣椒的耐热性 。在RSI的作用下,CaNAC2c通过与细胞核内的CaNAC029相互作用,特异性靶向免疫相关基因,激活茉莉酸介导的免疫反应,但其对耐热相关基因表达的激活受到抑制 。CaNAC029在HTS条件下可被26S蛋白酶体降解,使CaNAC2c失去诱导免疫相关基因表达的能力 。在非应激条件下,CaNAC2c与CaHSP70相互作用,使其只存在于细胞核外,因此不能激活免疫或抗热 。此外,本研究还发现CaNAC2c在辣椒的耐高温反应中具有特异功能,在辣椒对RSI的防御反应中与CaNAC2d具有冗余性 。这种功能冗余可能是植物增强免疫反应和抵抗病原体效应子干扰的机制 。
图1 | canac 2c介导的抗病性和耐热性转化机制
●研究结论
综上所述,CaNAC2c可以通过诱导相关基因的表达,与CaHSP70和CaNAC029相互作用,协调、精确地调节辣椒的生长、免疫和耐热性 。据悉,何水林教授团队长期开展辣椒抗高温高湿与青枯病相关性机制的研究,发现辣椒在防御高温胁迫和青枯病侵染方面共有大量的调控蛋白,包括CaWRKY40(Dang等,2013),CaWRKY6(蔡等,2015),CabZIP63(沈等,2016),CaHSFB2a(Ashraf等,2018)和CaCDKPK15等,转录这些蛋白及其编码基因相互关联,形成信号传递和放大的转录连接和正反馈调控环,发现响应HTS和RSI的转录表达与其启动子上的元件密切相关(刘等采用同一套基因转录响应两种逆境,有利于辣椒耐高温和抗病之间的快速转换 而通过与其他蛋白质相互作用来调节翻译后水平,则有利于在特定环境下准确启动免疫反应和耐高温防御反应 。
福建农林大学农学院何水林教授为通讯作者,何水林教授的博士生蔡威为论文第一作者 。本研究得到了国家自然科学基金、福建省种业工程重大项目、福建省现代蔬菜产业技术体系、福建农林大学科研创新基金等项目的支持 。
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文末| |路明比奥
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【蛋白质谱鉴定揭示植物协调免疫 蛋白质谱分析】
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