枣(Ziziphus jujuba Mill.)是鼠李科的重要树种,在中国已有 7000 多年的栽培历史,很容易感染枣巫婆病(JWB)。这种疾病由 JWB 植物病原体引起,导致腋芽过度生长,影响植物健康和产量。
之前的研究发现了两个 JWB 效应子 SJP1 和 SJP2,它们会破坏 ZjBRC1 介导的生长素通量,诱导侧芽生长。尽管有这些发现,JWB 的完整发病机制仍然很大程度上未知。了解枣树和 JWB 植原体之间的相互作用,特别是分泌蛋白在影响植物生长调节剂中的作用至关重要。
2023年7月,园艺研究发表了一篇题为“单倍型分析揭示了对长距离迁移和纬度适应驱动的番茄历史和驯化的新见解”的研究文章。
本研究采用组织特异性转录重编程来揭示感染枣巫婆植原体的枣侧芽生长的遗传机制。通过组织特异性 RNA 测序,鉴定出 12,376 个独特基因在健康和受感染的芽中存在差异表达,其中与快速生长和芽系统发育相关的基因发生了重大变化。
基因本体(GO)富集分析进一步将这些基因分类为涉及不同生理过程的簇,例如锌离子稳态、对光的反应、昼夜节律和激素途径。
在这些发现中,该研究揭示了差异表达基因对芽生长和侧芽形成的动态重编程。独脚金内酯途径中的关键基因和促进腋生分生组织发育的基因在受感染的芽中显着上调。
相反,与健康休眠芽相比,受感染的 ABA 合成基因显着下调,导致 ABA 积累减少,并与芽的快速生长和扩张相关。此外,该研究还强调了 ZjBRC1(一种参与控制侧枝分枝的基因)的作用。
研究发现,ZjBRC1 调节与 ABA 稳态和信号传导相关的基因,其表达与断头健康枣侧主芽生长呈负相关。酵母双杂交实验表明ZjBRC1与其他转录因子形成异二聚体,影响其抑制侧芽生长的生物活性。
总之,该研究系统地剖析了JWB 植原体与枣树之间复杂的相互作用。它阐明了 JWB 植原体如何通过 ZjBRC1 操纵激素途径,特别是 ABA 途径,以刺激侧芽生长。
这项详细的研究加深了对 JWB 病害发病机制的了解,并为开发抗 JWB 枣品种提供了见解。