PlantView植物活體成像系統測定VdCE11在煙草中與GhAP1相互作用的應用
近日西北農林科技大學旱區作物逆境生物學國家重點實驗室胡小平團隊在棉花的毒力調節機制研究方面取得了新進展。相關研究成果已發表在國際期刊《Microbiology Spectrum》(IF=3.7、Q2期刊)上。
大麗輪枝菌（Verticillium dahliae）是一種通過土壤傳播的植物病原真菌，能夠穿透植物根部并定殖于木質部，導致黃萎病。該病原體寄主范圍廣泛，包括觀賞灌木、森林樹木和多種農作物，每年都會造成巨大的經濟損失。V. dahliae能以菌核的形式在土壤中存活超過14年，當受寄主根系分泌物刺激時，菌核萌發并形成菌絲，菌絲緊貼根表面，形成侵入針，穿透植物根部，最終定殖于木質部。
V. dahliae是一種半生物營養型病原菌，在感染初期以生物營養方式定殖，后期轉變為壞死營養方式。與大多數植物病原菌一樣，V. dahliae在生物營養階段必須克服植物免疫以成功定殖。植物免疫由兩類免疫信號觸發：病原相關分子模式（PAMPs或MAMPs）和效應子（effectors）。效應子直接抑制PAMP觸發的免疫（PTI）或捕獲PAMP分子，避免被植物識別。著名的V. dahliae效應蛋白Ave1與番茄抗性基因產物Ve1相互作用，另一種效應子VdIcs1則通過抑制水楊酸（SA）信號傳導抑制植物免疫，VdSCP41通過干擾植物免疫調控因子的轉錄活性抑制免疫反應。VdCUT11在煙草、棉花和番茄中誘導細胞死亡并觸發防御反應，而VdXyn4則在植物細胞核和葉綠體中發揮作用，導致植物維管組織的細胞壞死。
這些研究表明，V. dahliae效應子通過靶向宿主調控蛋白并破壞宿主防御信號網絡來促進病原性。本研究鑒定了V. dahliae候選效應子VdCE11，并重點研究了其在V. dahliae與植物相互作用中的功能。結果表明，VdCE11在本氏煙草葉片中引起細胞死亡并激活防御反應，同時通過促進棉花蛋白酶GhAP1的積累和酶活性增加了V. dahliae在棉花中的毒力。GhAP1是植物免疫的負調控因子，這一發現揭示了VdCE11在V. dahliae致病機制中的新作用。
圖1顯示了V. dahliae的效應子VdCE11與棉花（Gossypium hirsutum cv. Junmian 1）的GhAP1的相互作用。
(A) Y2H分析顯示VdCE11與GhAP1的相互作用。雙缺陷（DDO；SD/-Trp/-Leu）用作非選擇性培養基，而三缺陷（TDO；SD/-Trp/-Leu/-Ade）和四缺陷（QDO；SD/-Trp/-Leu/-Ade/-His）用作選擇性培養基。pGBKT7-53/pGADT7-T為陽性對照，pGBKT7-Lam/pGADT7-T為陰性對照。
(B) BiFC分析顯示VdCE11與GhAP1在煙草中瞬時共表達。比例尺，30 mm。
(C) VdCE11在煙草中與GhAP1相互作用。
(D) VdCE11在植物體內與GhAP1相互作用。
文章中，在測定VdCE11在煙草中與GhAP1相互作用的實驗中，使用了博鷺騰PlantView植物活體成像系統進行成像及分析。
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https://doi.org/10.1186/s12943-023-01824-9
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