原创解读单子叶模式植物短柄草中NPR和T

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开始我们今天的推送学习，众所周知，在双子叶模式植物拟南芥中，NPR基因家族及TGA转录因子在参与SA信号通路介导的免疫反应中起着关键作用。然而，关于NPR基因在单子叶模式植物短柄草中的相关功能却知之甚少。年1月21日在theplantjournal上发表了题为“ImmunegeneactivationbyNPRandTGAtranscriptionalregulatorsinthemodelmonocotBrachypodiumdistachyon”的研究论文。该论文对前面的问题做了一定的解释。

结果1：短柄草NPR基因的表征

以拟南芥AtNPR1、AtNPR3和AtNPR4基因的ORF为模板序列，通过检索确定了短柄草中也存在3个NPR基因，分别将其命名为BdNPR1、BdNPR2和BdNPR3，这些基因均具有BTB/POZ结构域、ANK结构域、核定位信号和NPR1-like结构域。亚细胞定位实验表明BdNPR1/2/3蛋白均定位在细胞核中。为了评估水杨酸对BdNPR转录水平的影响，通过外施水杨酸发现，BdNPR2的转录水平受到水杨酸的影响，并且在时间节点上与BdPR1一致，这也支持了BdNPR2的转路调控与PR1的转录调控的可能性。

结果2：短柄草TGA基因的鉴定及调控NPR的模式

通过鉴定发现短柄草中共鉴定到5个BdTGA的cDNA克隆。通过LUC实验发现BdTGA1和BdTGA3是PR1的反式激活剂。然而，BdTGA2、BdTGA4和BdTGA5不太可能是PR1的激活物或抑制物。

为了评估BdNPRs的分子功能，将每个BdNPRs都与原生质体中的PR1::luc和BdTGA1同时表达。结果发现：当BdNPR2同时表达时，BdTGA1介导的luc活性增强，但当BdNPR1或BdNPR3同时表达时则没有增强。此外，当这些BdNPRs中的每一个与BdTGA3共表达时，BdTGA3介导的luc活性不会因任何BdNPRs的共表达而增强。分别利用短柄草原生质体和拟南芥原生质体来进行实验，结果均一致。同时通过体内体外的实验证明BdNPR2和BdTGA1确实存在相互作用。

结果3：BdNPR2和BdTGA1蛋白间的互作分析

基于AtNPR1中的Arg残基和AtNPR4中相应的Arg专门负责SA的结合，利用网站预测到Arg是BdNPR2的SA结合位点。通过构建突变体并利用LUC系统检测发现BdNPR2通过SA增强BdNPR2-BdTGA1亲和力以SA依赖的方式上调BdTGA1介导的PR1激活。

根据以上研究结果，提出了以下工作模型。当SA水平较低时，BdNPR1通过在PR1启动子上与BdTGA1和BdNPR2形成复合物而发挥阻遏作用；当SA水平在病原体攻击期间升高时，BdNPR2的转录水平增加，这导致在PR1启动子上的BdNPR2与SA相互作用并富集，从而导致PR1活性升高。