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英国约翰英纳斯中心:BABA vs ABA—植物防御启动中的战争!

知今 Ad植物微生物 2022-11-03


近日,权威期刊Molecular Plant发表了英国约翰英纳斯中心的点评文章,题为BABA versus ABA: A Battle to Win in Defense Priming



植物具有感知众多环境信号的非凡能力,使它们能够对周围环境做出反应。来自病原菌、有益微生物以及化学品和非生物胁迫的刺激,可以引发植物建立诱导抗性。防御启动是诱导抗性的一个内在部分:植物采取防御措施的同时,也为其免疫系统准备了更快和/或更强的反应,以对抗随后的病原菌攻击。已有多种信号被认为在防御启动中发挥作用,包括水杨酸(SA)、pipecolic酸(Pip)和β-氨基丁酸(BABA)(图1)。


图1.各种生物胁迫触发的诱导抗性

为了系统地研究BABA诱导的抗性(BABA-IR),谢菲尔德大学Ton实验室的研究人员利用了先前确定的BABA受体突变体ibi1,将BABA-IR与BABA诱导的一般应激反应区分开。在接种和不接种活体营养型卵菌病原菌Hyaloperonospora arabidopsidis(Hpa,分子植物病理学中的十大病原卵菌(值得收藏))的情况下,对野生型和ibi1突变体进行的转录组分析显示,依赖IBI1的BABA-IR与脱落酸(ABA)诱导的非生物胁迫基因的表达受抑制相关。(Molecular Plant | VOZ控制β-氨基丁酸诱导的胼胝质防御

此外,研究人员通过使用全长IBI1蛋白作为诱饵的酵母双杂交筛选,鉴定了两个转录因子VOZ1和VOZ2。以前有报道称VOZ1和VOZ2抑制ABA依赖的基因表达和非生物胁迫耐受性(Nakai等,2013)。精心设计的互补分析使用过表达VOZ2的voz1 / 2植物融合到核定位序列(VOZ2-NLS)或核输出序列(VOZ2-NES)上,证明VOZ2的核定位是其对BABA-IR对抗Hpa的关键。

ABA在植物免疫中的作用主要是由其抑制SA依赖性反应引起的(Yasuda等,2008)。然而,这项工作的遗传分析表明,除了SA之外,与ose相关的细胞壁防御在BABA-IR中也起着重要作用。总的来说,这项研究为诱导抗性如何在植物中起作用提供了新的见解,特别是通过涉及ABA和BABA拮抗的新调控模块。它还阐明了生物和非生物胁迫信号之间相互作用的潜在分子机制,这有可能指导未来的作物育种向更具适应性的品种发展。


参考文献

Nakai, Y., Nakahira, Y., Sumida, H., Takebayashi, K., Nagasawa, Y., Yamasaki, K., Akiyama, M., Ohme-Takagi, M., Fujiwara, S., Shiina, T., et al. (2013). Vascular plant one-zinc-finger protein 1/2 transcription factors regulate abiotic and biotic stress responses in Arabidopsis. Plant J. 73, 761–775. 

Schwarzenbacher, R.E., Wardell, G., Stassen, J., Guest, E., Zhang, P., Luna, E., and Ton, J. (2020). The IBI1 Receptor of β-Aminobutyric Acid Interacts with VOZ Transcription Factors to Regulate Abscisic Acid Signaling and Callose-Associated Defense. Mol. Plant. 

Yasuda, M., Ishikawa, A., Jikumaru, Y., Seki, M., Umezawa, T., Asami, T., Maruyama-Nakashita, A., Kudo, T., Shinozaki, K., Yoshida, S., et al. (2008). Antagonistic interaction between systemic acquired resistance and the abscisic acid-mediated abiotic stress response in Arabidopsis. Plant Cell 20, 1678–1692. 


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