Journal of Integrative Plant Biology |大连理工大学栾雨时团队揭示番茄对晚疫病抗性的分子机制

番茄是全世界普遍栽培的果蔬之一，其产量和品质常因晚疫病受到重创。同时，番茄也是研究植物与病原物互作的模式植物。因此，探明番茄抗病的关键因子，并加以有效应用，是实现优质高产的保障。

课题组前期研究已表明lncRNA39896可以作为竞争性内源RNA吸附miR166b，参与番茄抗病反应，但它们如何发挥作用仍不清楚。作者首先用CRISPR/Cas9技术敲除了lncRNA39896，获得了两个突变体植株CR-39896-19-8和 CR-39896-24-3，与对照相比， lncRNA39896、miR166b、SlHDZs表达量显著降低、上升、降低，提高了对晚疫病的抗性（图1）。

为进一步研究证实lncRNA39896是否通过影响miR166b表达发挥作用，作者分别创制了过表达（OE）、沉默（ST）miR166b的转基因植株，发现SlHDZs的表达量分别在OE166b、ST166b中下降、上升。过表达miR166b有助于增强抗性，而沉默miR166b则降低了抗性（图2）。

图2 miR166b影响了番茄对晚疫病的抗性

作者通过5’ RLM-RACE实验证实了miR166b切割SlHDZ34和SlHDZ45。那么这两个转录因子是如何影响番茄抗病的呢？作者进一步用VIGS技术沉默了SlHDZ4和SlHDZ45，发现沉默后的番茄植株（TRV2-SlHDZ34/45）中MDA含量和ROS水平显著降低，PAL酶活、ET和JA激素含量显著升高, 最终对晚疫病的抗性提高（图3）。

图3 沉默SlHDZ34/45影响了生理生化指标

综上，该研究发现了在番茄抗晚疫病中起负调控作用的lncRNA39896，并提出lncRNA39896–miR166b–HDZ模块通过影响MDA含量、ROS水平、PAL酶活、ET和JA含量来调控番茄对晚疫病的抗性（图4）。这些结果为揭示番茄抗晚疫病的分子机制提供了新的理论和思路。

图4 lncRNA39896–miR166b–HDZs 模块影响番茄对晚疫病抗性

大连理工大学博士生洪雨慧为该文的第一作者，大连理工大学栾雨时教授和北京市农林科学院的杨进孝研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目的资助。

图文来源：全球植物研究公众号