Plant defensins have been implicated in the plant defense system, but their role in poplar immunity is still unclear. In the present study, we present evidence that PtDefensin, a putative plant defensin, participates in the defense of poplar plants against Septotis populiperda infection. After the construction of recombinant plasmid PET-32a-PtDefensin, PtDefensin protein was expressed in Escherichia coli strain BL21 (DE3) and purified through Ni-IDA resin affinity chromatography. The Trx-PtDefensin fusion protein displayed no cytotoxic activity against RAW264.7 cells but had cytotoxic activity against E. coli K12D31 cells. Analyses of PtDefensin transcript abundance showed that the expression levels of PtDefensin responded to abiotic and biotic stresses. Overexpression of PtDefensin in 'Nanlin 895' poplars (Populus × euramericana cv 'Nanlin895') increased resistance to Septotis populiperda, coupled with upregulation of MYC2 (basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factor) related to jasmonic acid (JA) signal transduction pathways and downregulation of Jasmonate-zim domain (JAZ), an inhibitor in the JA signal transduction pathway. We speculate that systemic acquired resistance (SAR) was activated in non-transgenic poplars after S. populiperda incubation, and that induced systemic resistance (ISR) was activated more obviously in transgenic poplars after S. populiperda incubation. Hence, overexpression of PtDefensin may improve the resistance of poplar plants to pathogens.

中文翻译：

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PtDefensin的过表达增强了转基因杨树对Septotis populiperda的抗性

植物防御素与植物防御系统有关，但它们在杨树免疫中的作用仍不清楚。在本研究中，我们提供的证据表明 PtDefensin，一种假定的植物防御素，参与了杨树植物对 Septotis populiperda 感染的防御。重组质粒PET-32a-PtDefensin构建后，PtDefensin蛋白在大肠杆菌BL21（DE3）菌株中表达，并通过Ni-IDA树脂亲和层析纯化。Trx-PtDefensin 融合蛋白对 RAW264.7 细胞没有细胞毒活性，但对大肠杆菌 K12D31 细胞具有细胞毒活性。PtDefensin 转录本丰度的分析表明 PtDefensin 的表达水平对非生物和生物胁迫作出反应。PtDefensin在'南林895'杨树（Populus × euramericana cv'中的过度表达）Nanlin895') 增加对 Septotis populiperda 的抗性，加上与茉莉酸 (JA) 信号转导通路相关的 MYC2（基本螺旋-环-螺旋 (bHLH) 转录因子）的上调和茉莉酸-zim 结构域 (JAZ) 的下调，一种抑制剂JA 信号转导通路。推测非转基因杨树系统获得性抗性（SAR）在经过S. populiperda 孵化后被激活，诱导系统抗性（ISR）在转基因杨树中在经过S.populiperda 孵化后被更明显地激活。因此，过表达 PtDefensin 可以提高杨树植物对病原体的抗性。加上与茉莉酸 (JA) 信号转导途径相关的 MYC2（基本螺旋-环-螺旋（bHLH）转录因子）的上调和茉莉酸-zim 结构域（JAZ）（JA 信号转导途径的抑制剂）的下调。推测非转基因杨树系统获得性抗性（SAR）在经过S. populiperda 孵化后被激活，诱导系统抗性（ISR）在转基因杨树中在经过S.populiperda 孵化后被更明显地激活。因此，过表达 PtDefensin 可以提高杨树植物对病原体的抗性。加上与茉莉酸 (JA) 信号转导途径相关的 MYC2（基本螺旋-环-螺旋（bHLH）转录因子）的上调和茉莉酸-zim 结构域（JAZ）（JA 信号转导途径的抑制剂）的下调。推测非转基因杨树系统获得性抗性（SAR）在经过S. populiperda 孵化后被激活，诱导系统抗性（ISR）在转基因杨树中在经过S.populiperda 孵化后被更明显地激活。因此，过表达 PtDefensin 可以提高杨树植物对病原体的抗性。并且诱导系统抗性（ISR）在S. populiperda孵育后在转基因杨树中被更明显地激活。因此，过表达 PtDefensin 可以提高杨树植物对病原体的抗性。并且诱导系统抗性（ISR）在S. populiperda孵育后在转基因杨树中被更明显地激活。因此，过表达 PtDefensin 可以提高杨树植物对病原体的抗性。