CHiC基因能够正向调节拟南芥（Arabidopsis）对灰葡萄孢（Botrytis cinerea）的抗性

《Plant Cell Reports》：CHiC gene positively regulates the resistance to Botrytis cinerea in Arabidopsis

植物抗病性研究揭示膜定位GH18型纤维素酶CHiC通过激活水杨酸/茉莉酸双信号通路、抑制活性氧介导的氧化损伤，赋予拟南芥对灰霉病及细菌性叶斑病的广谱抗性且无生长抑制。

　　

摘要

核心信息

膜定位的GH18几丁质酶CHiC通过激活SA/JA信号通路、抑制活性氧（ROS）以及提供广谱免疫力来增强拟南芥对灰葡萄孢（Botrytis cinerea）的抗性，且不会影响植物的生长。

摘要

疾病是限制蔬菜和其他作物产量和品质的主要因素之一。因此，识别和表征能够使植物抵抗灰葡萄孢（Botrytis cinerea）感染的新基因，并阐明其作用机制，具有重要的理论意义和潜在的实际价值。几丁质酶是一类能够分解几丁质的水解酶，几丁质是一种由N-乙酰葡糖胺通过β-1,4键连接而成的聚合物。植物几丁质酶是先天免疫系统的核心组成部分，在病原体识别和病原体限制过程中发挥作用。GH18几丁质酶CHiC能够显著增强拟南芥对灰葡萄孢的抗性。CHiC的表达受病原体感染诱导，并定位于细胞质膜上。CHiC的功能缺失会提高拟南芥对灰葡萄孢和番茄致病变细菌Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000（Pst. DC3000）的敏感性，同时导致活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）水平升高。相反，过表达CHiC的植物表现出病斑面积减小、病原体生物量减少以及氧化损伤减轻。CHiC的活性在感染后36小时达到峰值，证实了其在防御中的作用。外源的SA（脱落酸）和JA（茉莉酸）可以诱导CHiC的表达。在灰葡萄孢胁迫下，CHiC能够激活SA信号通路相关基因（PR1、PR2、PR5）和JA信号通路相关基因（PDF1.2a、ORA59），而其突变体则表现出这些基因的表达受到抑制。这表明CHiC在协调双重激素信号通路以增强免疫方面起着关键作用。重要的是，CHiC能够在不影响植物生长的情况下提供广谱抗性。我们的研究结果将CHiC确定为一种关键的免疫调节因子，它连接了几丁质酶的活性、活性氧的稳态以及SA/JA信号通路，为培育抗病作物提供了遗传资源。