Wiley一周论文精选 | 柑橘溃疡病抗性、光形态建成与种子萌发、入侵植物繁殖、杨树功能基因定位、小麦耐盐胁迫

1. 植物生长发育与调控

中美科学家共同鉴定了一个光形态建成负调控因子在种子萌发中的作用

种子萌发是植物生命周期中一个重要环节，它受内部因素和外部环境的综合调节。对此，南京农业大学园艺学院王长泉团队和美国加州大学河滨分校Katayoon Dehesh团队合作，鉴定了一种光形态建成的负调控因子在种子萌发抑制激素脱落酸( ABA) 和光促进的种子萌发之间的分子联系。这个光形态建成负调控因子是包含B‐box的锌指蛋白 BBX19。他们发现，与BBX19 RNAi株系相比，过表达BBX19株系的种子发芽表现出ABA高敏感性，尽管它与bZIP转录因子elongated hypocotyl 5 (HY5)无关。此外，他们发现BBX19既不是通过干扰ABA的拮抗激素赤霉素（GA）的信号传导，也不是通过干扰萌发抑制因子DELLA蛋白来发挥功能。相反，BBX19是通过与ABI5基因启动子中光敏感的GT1基序结合，作为ABA不敏感蛋白5 (ABI5)的诱导剂发挥作用。总之，他们将BBX19识别为一个调控检查点，指导不同的发育过程，并针对不同的内源性和外源性信号定制出自适应的应答。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14415

2. 植物抗非生物胁迫

山东农业大学与枣庄学院科学家发现了一种泛素连接酶在小麦耐盐胁迫中的作用

U‐box E3泛素连接酶在泛素/26S蛋白酶体的功能和非生物应激反应中发挥重要作用。山东农业大学王玮团队和枣庄学院王文强团队合作，用过表达TaPUB1的小麦(Triticum aestivum L.)评估了其耐盐功能。这些植株在幼苗期和开花期有较强的耐盐胁迫能力，而TaPUB1‐RNAi介导敲除的转基因小麦表现出比野生型 (WT) 更高的盐胁迫敏感性。TaPUB1的过表达上调了离子通道相关基因的表达，增加了根Na+净外排量，但降低了K+净外排量和H+流入量，因此与WT相比，它维持了较低的细胞内Na+/K+比值。然而，RNAi介导的敲除植株对盐胁迫的反应与其相反。TaPUB1可以诱导某些基因的表达，提高植物在盐胁迫下的抗氧化能力。TaPUB1还与TaMP（小麦α‐甘露糖苷酶蛋白）互作。TaMP是一个在酵母和植物中对盐胁迫反应起着重要作用的调控因子。因此，过表达TaPUB1的小麦在盐胁迫下细胞内Na+/K+比值较低，抗氧化酶活性较好。该研究的结论是，U‐box E3泛素连接酶TaPUB1对小麦的盐胁迫耐受具有正向调节作用。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12842

3. 植物生长发育与调控

美国科学家鉴定出入侵植物成功繁殖的关键特征

我们需要了解授粉在入侵植物的成功繁殖中的作用，因为入侵植物对物种间的相互作用和生态系统功能有重大影响。先前的研究表明，入侵植物的繁殖往往受到花粉有限，而入侵植物的种子产量很高，这就引发了以下问题:入侵种群如何在花粉有限的情况下保持繁殖成功?哪些物种性状能减轻外来物种的花粉限制的影响?

来自美国凯斯西储大学的研究人员对总共1249个物种进行了系统发育meta分析，其中68个入侵物种、50个非入侵物种和1931个本地植物种群。

他们发现，具有多种授粉方式或依赖多种传粉者的入侵种群的花粉受限程度小于本地种群，但入侵种群和非入侵种群之间没有区别。入侵物种的胚珠/花比例比其原生地的亲缘物种少3倍，而花/植物比例多 250多倍。

能够产生许多花并具有花的泛化功能的入侵的植物能够弥补或避免花粉限制，这将可能有助于解释入侵植物的成功繁殖。

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.15935

4. 植物生物胁迫抗性

巴西科学家鉴定了甜橙中一种蛋白对柑橘溃疡病的抗性作用

Poly(A)尾巴的缩短是信使RNA (mRNA)减少和控制基因表达的关键步骤。CCR4‐NOT脱腺苷酶复合物中的碳分解代谢物阻遏蛋白4（CCR4）相关因子1（CAF1）在大多数真核生物的mRNA脱腺苷化过程中起着重要作用。然而，尽管CAF1在酵母和动物中已经得到了广泛的研究，它在植物中的作用仍然是未知的。

在此，巴西生物科学国家实验室的研究人员证明了甜橙CAF1 (CsCAF1)是一种镁依赖型脱腺苷酶，它关系着植物对柑橘溃疡病黄单孢菌的抗性。CsCAF1与CCR4‐NOT复合物中的蛋白相互作用，包括CsVIP2、一种NOT2同源物、转位蛋白相关因子X (CsTRAX)以及poly(A)结合蛋白CsPABPN和CsPABPC。CsCAF1还与PthA4相互作用，PthA4是诱导柑橘溃疡病所必需的主要黄单孢菌效应因子。他们还提出证据表明，PthA4能在体外抑制CsCAF1的脱腺苷酶活性，并稳定柑橘溃疡病易感基因CsLOB1所编码的mRNA，该基因在溃疡病形成过程中被PthA4转录激活。此外，他们还表明，一种CsCAF1脱腺苷酶活性抑制剂能显著促进溃疡病的发展，尽管它导致了依赖PthA4的CsLOB1转录的减少。因此，本研究的结果在柑橘植物中将CsCAF1与溃疡病的发展和PthA4依赖型转录联系了起来。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mpp.12815

5. 植物基因组学

奥地利科学家进行基因组关联研究，在杨树自然杂交后代中进行功能基因定位

了解重要功能性状的基因组结构是理解不同种群或物种杂交时出现生殖障碍和性状差异的关键。维也纳大学的研究人员开展了一项全基因组关联研究 (GWAS)，研究了两种生态上分化的杨树物种的自然杂交后代的性状结构。

他们对白杨和欧洲山杨自然杂交区的472株幼苗进行基因型分析，通过简化基因组测序得到全基因组的标记，对普通田园植株进行了关于46种植物化学成分（苯丙素）、形态和生长性状的表型分析，并使用贝叶斯多基因模型进行基因定位。

他们检测了三类基因组结构：(1)与除了高度多基因遗传性外的表型变异具有有限、可检测的遗传基因座关联的性状；(2)只具有多基因遗传性的性状;(3)没有可检测的遗传能力的性状。在第(1)类中，研究人员确定了有关苯丙素生物合成或调控的候选基因的基因组区域，包括MYB转录因子和糖基转移酶基因区域。

在自然重组的杂种中使用GWAS是解析历史悠久物种的表型性状的基因组结构的一个有效方法。它对导致杂种的表型和适应性出现差异的基因进行精细定位和随后的功能研究具有帮助。