陕西
在农业生产上，抗性的提高往往影响植物生长发育，这种现象被称为“生长-防御平衡”。这一现象严重限制了高产高抗品种的培育。目前，抗病虫与产量性状交互作用的激素调控网络在水稻上已初步建立，但在其它作物尤其是园艺作物中的研究非常有限。之前的研究发现在拟南芥中，胞吐复合体亚基Exo70B1/B2与免疫相关受体激酶FLS2互作，通过调控FLS2在细胞膜表面的富集，从而实现对植物免疫的调控。但是Exo70B在发育中的功能是未知的。
近日，中国农业大学张小兰教授团队在Plant Biotechnology Journal期刊在线发表了题为The Exocyst Subunit CsExo70B Promotes Both Fruit Length and Disease Resistance via Regulating Receptor Kinase Abundance at Plasma Membrane in Cucumber的研究论文，揭示了胞吐复合体成员CsExo70B通过调节不同受体激酶在质膜的积累，促进黄瓜果长和抗性的分子机制。
该研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得黄瓜CsExo70B功能缺失突变体。Csexo70b突变体的果实明显变短，与受体激酶CsERECTA的突变体表现出非常相似的表型。通过构建Csexo70b Cserecta双突突变体及表型分析，表明CsExo70B与CsERECTA在同一信号途径上调控黄瓜果长，且CsExo70B位于遗传学的上游。进一步生化分析表明，CsExo70B与类受体激酶CsERECTA相互作用，并促进CsERECTA在质膜的积累，从而促进果实的伸长。
另一方面，研究人员发现Csexo70b突变体对黄瓜枯萎病和角斑病均表现出感病的表型；CsExo70B同样调控免疫相关受体激酶CsLYK5和CsFLS2在质膜的积累，从而增强黄瓜的抗性。更为重要的是，过表达CsExo70B不仅增加了黄瓜的产量，还增强了黄瓜对枯萎病和角斑病的抗性。
综上，该研究揭示了黄瓜胞吐复合体成员CsExo70B通过调节发育和免疫受体激酶在质膜的积累，从而调控黄瓜果实伸长和抗性的分子机制（图1），为黄瓜高产和多抗耦合育种的提供了理论支持。
图1 CsExo70B促进黄瓜果实伸长和抗病性的模式
中国农业大学园艺学院博士研究生刘柳为论文第一作者，张小兰教授和课题组周朝阳副教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金，中国农业大学2115人才发展计划和拼多多等项目的资助。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14189
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