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植保素是植物受到病原菌侵染后產(chǎn)生的一種小分子化學(xué)防御物質(zhì)，在植物抵御病原菌中起著重要作用，因此植保素合成的分子調(diào)控機制研究是植物抗病機制研究中的一個重要部分。

東莨菪素（scopoletin）及其糖基化的東莨菪苷（scopolin）是香豆素類化合物，它們在植物體內(nèi)由苯丙素途徑形成。中國科學(xué)院昆明植物研究所植物次生代謝分子調(diào)控專題研究組的前期工作表明，東莨菪素和東莨菪苷在漸狹葉煙草抵御鏈格孢菌（Alternaria alternata）中起著重要作用，而feruloyl-CoA 6’-hydroxylase 1（NaF6’H1）是這兩個植保素生物合成的關(guān)鍵酶基因（Sun et al., 2014 Journal of Experimental Botany）。

該研究組的近期研究還表明，WRKY類轉(zhuǎn)錄因子NaWRKY3可以直接調(diào)控NaF6’H1的表達（Xu et al., 2023 Journal of Experimental Botany）；另一方面，植物激素茉莉酸和乙烯能夠通過協(xié)同的方式調(diào)控NaF6’H1的表達及這兩個植保素的合成，并且NaWRKY70在這個過程中起著重要作用（Song et al., 2024 Journal of Experimental Botany; Song et al., 2024 New Phytologist）。

有意思的是，研究人員觀察到茉莉酸和乙烯協(xié)同調(diào)控NaF6’H1的表達能力在NaWRKY70基因編輯的植物中只下降了2/3，這就意味著這兩種植物激素可以通過別的未知因子，在植物抗病的過程中繼續(xù)協(xié)同誘導(dǎo)植保素的合成。但是，這個未知的因子是什么，它作用的機制仍然未知。

該研究組發(fā)現(xiàn)了另外一個介導(dǎo)茉莉酸和乙烯信號協(xié)同調(diào)控NaF6’H1表達及scopoletin合成的AP2/ERF家族轉(zhuǎn)錄因子NaERF1B-like。NaERF1B-like的表達也受茉莉酸和乙烯的協(xié)同調(diào)控；但是該基因的沉默，導(dǎo)致茉莉酸和乙烯協(xié)同誘導(dǎo)NaF6’H1基因表達的能力大為下降。而且該轉(zhuǎn)錄因子還能夠直接結(jié)合到NaF6’H1啟動子上并促進該合成酶基因表達。

另外，還發(fā)現(xiàn)漸狹葉煙草中NaWRKY3與其同源蛋白NaWRKY6能夠直接結(jié)合到NaERF1B-like的啟動子上促進其表達，并且NaWRKY3與NaWRKY6在蛋白水平上的相互作用，共同增強NaERF1B-like基因的表達。

最后，研究表明由Jasmonate/ethylene和NaWRKY6/NaWRKY3調(diào)控NaERF1B-like表達的分子模塊還能夠調(diào)控倍半萜類植保素solavetivone的潛在合成酶基因NaVS1-like的表達。

綜上，NaERF1B-like轉(zhuǎn)錄因子作為一個關(guān)鍵節(jié)點，它通過整合植物激素和WRKY類轉(zhuǎn)錄因子等多種信號調(diào)控植保素scopoletin和solavetivone的合成，從而在植物抵御鏈格孢菌中發(fā)揮著重要作用。

以上研究成果以JA/ethylene and NaWRKY6/3 regulated Alternaria?resistance depends on ethylene response factor 1B-like in Nicotiana attenuata為題于2024年7月24日在植物學(xué)期刊Journal of Experimental Botany上在線發(fā)表，中國科學(xué)院昆明植物研究所助理研究員馬嵐博士（現(xiàn)在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所工作）為該論文的第一作者，吳勁松研究員和云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所的王繼華研究員為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目（32370311，31700231）和云南省基礎(chǔ)研究計劃面上項目（202401AT070152）等資助。

NaERF1B-like整合植物激素（茉莉酸和乙烯）和WRKY3/6等多種信號調(diào)控植保素的合成和抗病性的工作模型

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