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脱落酸诱导植物抗病研究获得进展

来源:成都生物所 2017-09-06 18:09

 

 

脱落酸(Abscisic acid,ABA,S-ABA)是植物五大内源激素之一,在植物生长发育中具有重要作用。研究报道表明,ABA重要的功能之一是参与调节植物非生物逆境胁迫适应生理过程,被称为植物“胁迫激素”。然而,有关ABA在抗病方面所起的作用仍存在争议。

中国科学院成都生物研究所研究员谭红团队田间试验发现,使用低浓度外源S-ABA (以下简称ABA,2~4 mg/L)处理作物后,可提高多种作物的广谱抗病特性。

为研究ABA诱导的抗病分子机制,成都生物所马欣荣课题组以番茄为材料,整合转录组及microRNAs(miRNAs)组学分析外源ABA对番茄基因表达的作用。转录组分析显示,外源低浓度的S-ABA (2 mg/L,7.58 μmol/L)喷施叶面,引起番茄叶片中大量基因对ABA产生响应。超过21,700(约55%)个unigenes对ABA产生响应,其中约13%的基因(2,787)表达发生变化,上调的为1,952个,是下调的2.3倍(下调的为835个)。进一步分析显示,ABA不仅能提高非生物胁迫抗性基因的表达,而且能上调大多数抗病相关基因如NBS-LRRs,AP2/EREBPs,serine/ threonine-protein kinases,PAL、PPO、POD、几丁质酶等的表达,同时与抗病相关的水杨酸、乙烯,茉莉酸信号通路上的基因也上调。

关联miRNAs分析,ABA显着改变miRNAs的组成和表达丰度, 大多数miRNAs下调表达,相应的抗病、抗逆靶基因表达上调。miRNAs与靶基因表达呈负相关,通过诱导靶基因mRNA的降解或抑制蛋白翻译参与转录和转录后调控。

ABA (S-ABA)诱导植物对病原菌的抗性,途径之一可能是通过调节miRNAs和相关基因的表达,启动植物的防御机制,从而引起一系列生理生化变化来实现的。

研究结果为绿色农业生产应用提供理论支持及方法,为实现作物“两减一增”做出贡献。该研究获得科学院重点项目及STS项目资助。(生物谷Bioon.com)

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