Plant J:细菌挥发性物质和光合信号激活低铁响应途径
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本文是荷兰乌特勒支大学Corne M.J. Pieterse教授实验室文章,Pieterse教授主要研究方向为植物微生物互作,其Google Scholar统计引用26703次(截止170823)。
作者简介:https://www.uu.nl/staff/CMJPieterse
Google Scholar:https://scholar.google.com/citations?user=iZ-h758AAAAJ
此外,马普植物育种所Schulze-Lefert组博士后白洋(现中科院遗传发育所研究员)为本研究提供了土壤分离培养的菌种材料,中科院遗传发育所凌宏清研究员也参与了本研究的工作。
Plant J:拟南芥根的系统抗性和低铁胁迫初始诱导,由根细菌挥发性物质和光合相关信号协调MYB72表达引起
摘要
在拟南芥根部,转录因子MYB72在根际细菌诱导的系统抗性(ISR)和植物低铁条件下的生存两方面起重要作用。之前的研究表明,MYB72调控一系列基因的表达,并促进合成和分泌酚类铁转动化合物至根际,这一过程包括铁获取和ISR。
本研究展示了ISR诱导假单胞菌产生的挥发性有机化合物(VOCs)明显诱导MYP72表达。
VOC的处理后,MYB72与铁吸收基因FRO2/IRT1共表达,并依赖于FIT。结果表明MYB72是植物低铁条件下本能的参与铁获取。
然而VOC诱导的MYB72表达并不依赖于根附近的铁水平。此外,根际细菌VOC介导的MYB72需要光合作用信号,而低铁下表达并不需要来自地上部分shoot的信号。
ISR和铁吸收相关转录因子MYB72可被根际菌挥发性物质和光合作用相关信号激活,增加铁转动能力,并不依赖于低铁条件。本研究发现了MYB72可由根际微生物激活而参与铁吸收。
主要结果
图1. 根际益生菌可以诱导形成拟南芥低铁下基因表达样式
(a) 低铁和WCS417处理后上调表达基因有135个重合;
(b) 定量分析MYB72, PRO2和IRT1,表明在低铁和菌处理下被诱导表达;
(c-e) pMYB72:GFP-GUS在不同条件下表达的照片;
图2. 细菌的挥发性物质(VOC)诱导目标基因表达
图3. VOCs诱导目标基因表达后促进铁吸收
(a-b) 相关基因表达上升;(c) 叶绿素含量上升,表型更绿
图4. VOC诱导目标基因表达后促进铁吸收需要地上部分Shoot来源的信号
(a/b/c) VOC诱导表达基因依赖地上部分和光;(d) 只有完整有光条件下MYB72才能被诱导;
图5. 部分和系统的激活拟南芥根铁吸收
图6. VOC诱导铁吸收依赖于FIT和NO
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