陕西
甘蔗（Saccharum spp. hybrids） 是世界上最重要的糖料和能源作物，提供了世界食糖总产的80%和燃烧乙醇的40%。由鞭黑粉菌（Sporisorium scitamineum）引起的黑穗病是甘蔗生产中最重要的真菌病害，导致严重减产。基于基因工程技术改良甘蔗品种的抗黑穗病性是解决该问题的主要途径，而抗病基因的克隆、鉴定和功能解析是其重要前题和基础。
NAC是仅存陆生植物、成员数量最多的转录因子基因家族之一，其ATAF（Arabidopsis thaliana activation factor）亚家族成员广泛参与应答多种激素处理、生物与非生物胁迫。该家族蛋白的N端含有150-160个氨基酸组成的高度保守NAM结构域，C端的氨基酸序列保守性低，为转录激活区，而ATAF亚家族成员的C端具有相对特异基序EVQS[E/x]PK[W/I]，该基序导致其参与并调控一些重要的生物学功能。
近日，福建农林大学阙友雄和王恒波团队联合中国热带农业科学院/热带生物技术研究所/热带作物生物育种全国重点实验室阙友雄和吴期滨团队在Plant Physiology and Biochemistry上在线发表了题为“Pathogen resistance was negatively regulated by the NAC transcription factor ScATAF1 in sugarcane”的研究论文。该研究在鉴定甘蔗ATAF亚家族成员的基础上，对其进行聚类、启动子顺式作用元件预测及表达模式分析。进一步，克隆甘蔗ScATAF1基因，检测其在不同胁迫下的表达特征，分析编码蛋白的亚细胞定位和转录活性，并通过瞬时表达，发现过表达ScATAF1基因可能通过影响超敏反应（HR）、水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）等多个信号通路，降低了转基因植株对病原菌的抗性。
该研究首先从甘蔗割手密种、热带种和蔗茅基因组中分别鉴定到6个（含22等位基因）、6个（含41个等位基因）和6个成员，结合其他代表性拟南芥、水稻、玉米等物种，共计81个成员，构建系统演化树，可将其分为3个Clade。
进一步研究发现，接种病原菌后，过表达ScATAF1基因的植株有明显病斑、卷缩和枯黄现象，且DAB染色较深。同时，HR、SA和JA合成相关标记基因显著上调表达。因此，ScATAF1基因的过表达能够负调控转基因植株的抗病性。
最后，作者构建了甘蔗ScATAF1基因在病原菌防御反应中的调控模式。以上研究有助于我们深入理解ScATAF1基因在植物响应病原菌和激素胁迫中的作用，并为后续解析ScATAF1基因的抗病功能奠定了基础。
甘蔗ScATAF1基因在病原菌和激素胁迫中的调控模式
福建农林大学/农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心王恒波副研究员为该文的第一作者，福建农林大学甘蔗综合研究所所长/农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室主任/国家甘蔗工程技术研究中心副主任/中国热带农业科学院甘蔗研究中心主任/热带生物技术研究所/热带作物生物育种全国重点实验室阙友雄研究员为该论文的通讯作者。福建农林大学农学院研究生覃丽谦、刘俊鸿，生命科学学院研究生冯春燕、本科生钟慧和中国热带农业科学院/热带生物技术研究所/热带作物生物育种全国重点实验室吴期滨副研究员参与了本研究工作。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、福建省自然科学基金和国家糖料产业技术体系等项目的资助。
https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2024.108828
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