IVScope 7200植物活體成像系統(tǒng)助力大豆對胞囊線蟲的感病性研究

瀏覽次數(shù)：394　發(fā)布日期：2025-9-25　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

大豆胞囊線蟲（Heterodera glycines，SCN）是嚴(yán)重影響大豆產(chǎn)量的植物寄生性線蟲，每年造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。光信號是影響光形態(tài)建成和碳水化合物代謝的關(guān)鍵環(huán)境因素。GmSTF3/4 是大豆中類似于擬南芥HY5的轉(zhuǎn)錄因子，參與光信號傳導(dǎo)和根瘤形成。然而，在病原體誘導(dǎo)的脅迫下，其轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制尚不清楚。

近日，《Plant Biotechnology Journal》雜志在線發(fā)表了由沈陽農(nóng)大朱曉峰教授團(tuán)隊(duì)和南開大學(xué)玄元虎教授團(tuán)隊(duì)合作撰寫的論文“Light-signaling regulators GmSTF3/4 enhance soybean susceptibility to cyst nematodes via activation of sugar transporters”。研究以光信號通路中從莖到根的可移動蛋白GmSTF3/4為研究對象，探究其在胞囊線蟲侵染過程中的生物學(xué)功能及調(diào)控機(jī)制。

研究調(diào)查了SCN感染期間大豆中TGACG-基序結(jié)合因子 3/4 (GmSTF3/4) 的生物學(xué)功能及其調(diào)控機(jī)制。研究人員使用SCN侵染大豆，并通過qPCR、蛋白質(zhì)印跡、熒光顯微鏡、酵母雙雜交、雙熒光素酶報(bào)告基因、共免疫沉淀和亞細(xì)胞定位等技術(shù)分析了GmSTF3/4 的表達(dá)模式、亞細(xì)胞定位、與其他蛋白的相互作用以及下游靶基因。

研究結(jié)果顯示，光照條件下，大豆對SCN的敏感性增強(qiáng)，這可能是由于 SCN 感染誘導(dǎo)了光信號通路相關(guān)基因的表達(dá)，從而促進(jìn)了 GmSTF3/4 從地上部轉(zhuǎn)運(yùn)到根部。GmSTF3/4 作為光信號通路中的下游蛋白，結(jié)合到多個(gè)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因的啟動子，激活其轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)蔗糖等糖分的轉(zhuǎn)運(yùn)，為SCN提供營養(yǎng)，促進(jìn)其發(fā)育。其中，糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GmSWEET10b具有蔗糖和己糖轉(zhuǎn)運(yùn)活性，其表達(dá)上調(diào)促進(jìn)SCN感染和發(fā)育。另一方面，GmCOP1a與GmSTF3/4相互作用，并介導(dǎo)其降解，從而抑制SCN感染和發(fā)育。

研究中使用IVScope 7200植物活體成像系統(tǒng)進(jìn)行雙熒光素酶報(bào)告基因 (DLR) 實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證GmSTF3/4對糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因啟動子的轉(zhuǎn)錄激活作用。結(jié)果表明，與空載體對照組相比，與 GmSTF3/4 共表達(dá)的報(bào)告基因啟動子的熒光信號強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，這表明 GmSTF3/4 能夠激活目標(biāo)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因啟動子的轉(zhuǎn)錄活性。

本研究證實(shí)了光信號增強(qiáng)大豆對胞囊線蟲的易感性，并闡明了GmSTF3/4 介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)途徑在胞囊線蟲致病性中的作用。由GmSTF3/4直接激活的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因促進(jìn)了線蟲的發(fā)育。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了GmSTF3/4-糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白信號傳導(dǎo)模塊在促進(jìn)線蟲發(fā)育進(jìn)程中的重要性，對提高大豆對胞囊線蟲的抗性，具有重要的應(yīng)用前景。

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