近日，植保所水稻病毒病抗性創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合康奈爾大學(xué)在Plant, Cell & Environment （影響因子7.228，中科院生物學(xué)Top1區(qū)）上發(fā)表了題為“In situ deletions reveal regulatory components for expression of an intracellular immune receptor gene and its co-expressed genes in Arabidopsis”的研究成果，揭示了植物病原物抗性的胞內(nèi)免疫受體基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的新機(jī)制。

 

　　植物細(xì)胞內(nèi)免疫受體NLR（Nucleotide-binding domain and Leucine-rich Repeat）蛋白可通過(guò)識(shí)別病原生物，激活植物的第二層免疫系統(tǒng)，抵御各種病原菌的侵染。NLR基因在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平受到高度調(diào)節(jié)，以平衡植物防御和生長(zhǎng)。目前對(duì)NLR蛋白的調(diào)控已有較深入的研究，但由于NLR基因經(jīng)常在基因簇中且受大區(qū)域染色質(zhì)的調(diào)控，不能用轉(zhuǎn)基因的方法來(lái)研究其順式元件，因此對(duì)NLR基因轉(zhuǎn)錄水平的誘導(dǎo)、抑制或共表達(dá)的調(diào)控機(jī)制知之甚少。

 

　　為了尋找SNC1的順式調(diào)控元件，研究人員通過(guò)雙靶點(diǎn)設(shè)計(jì)的CRISPR/Cas9系統(tǒng)在SNC1位點(diǎn)產(chǎn)生了一系列缺失，跨越翻譯起始位點(diǎn)上游2kb和終止密碼子下游4kb的區(qū)域。通過(guò)對(duì)10個(gè)缺失突變體的分析，鑒定到多個(gè)轉(zhuǎn)錄促進(jìn)和抑制的順式元件，如上游區(qū)域C2、C5以及下游區(qū)域C9是正向順式元件，上游區(qū)域C8以及下游區(qū)域C10為負(fù)向順式元件 （圖1）。進(jìn)一步鑒定出可能結(jié)合在兩個(gè)轉(zhuǎn)錄促進(jìn)元件上的轉(zhuǎn)錄因子LHY1和bHLH28，并驗(yàn)證了其在SNC1基因表達(dá)調(diào)控中的功能 （圖2）。這些結(jié)果為植物胞內(nèi)免疫受體基因SNC1的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制提供了新線索。

 

　　上述研究結(jié)果以江蘇農(nóng)科院植物保護(hù)研究所為第一通訊單位，江蘇農(nóng)科院和康奈爾大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士后余慧蕓博士與康奈爾大學(xué)楊雷云博士、利站博士為該論文的共同第一作者，江蘇省農(nóng)科院周彤研究員和康奈爾大學(xué)華健教授為共同通訊作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（31761143012）、美國(guó)國(guó)家自然基金（IOS-1946174）、江蘇省博士后研究基金和院引智計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14293