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喜讯!Plant Physiology在线发表西北农林科技大学马锋旺教授团队苹果生长发育和腐烂病抗性研究的成果

  • 发布时间:2019-07-17 17:18
  • 访问量:9

【概要描述】该研究证明了苹果根皮苷通过调控细胞壁沉积(cellwalldeposition)和SA、ROS积累之间的相互作用,调节苹果的生长发育和腐烂病(Valsacanker)抗性。根皮苷是苹果中最主要的二氢查尔酮,其含量约占叶片可溶性总酚的90%左右,目前苹果根皮苷的生物学功能在很大程度上仍是未知的。该研究前期,利用苹果种质资源二氢查耳酮的多样性(含量和种类),鉴定出苹果体内催化根皮素合成根皮苷的关键糖基转移酶P2'GT,MdUGT88F1。在此基础上,利用转基因植株和根皮苷含量差异的苹果种质资源,对苹果根皮苷的生物学功能进行了进一步分析。  当MdUGT88F1基因被RNAi干扰后,转基因植株体内根皮苷含量大幅度减少,三叶苷积累,植株生长发育严重受阻,表现为茎节间长度变短、叶片细长、茎分枝变多和侧根减少。研究分析发现,在MdUGT88F1-RNAi植株中,减少的根皮苷,通过调节苯丙烷素途径流通量,间接造成木质素合成积累减少;同时,通过间接减少肌醇含量,造成植株细胞壁果胶组成发生变化,最终植株表现细胞壁沉积受干扰,生长发育受阻。  当接种苹果腐烂病菌Valsamali后,与GL-3(未转化的苹果植株)相比,MdUGT88F1过表达苹果植株中过量的根皮苷直接被V.mali利用,用于促进病原菌的生长和毒素产生,导致植株抗病能力稍微减弱;而在MdUGT88F1-RNAi植株中,根皮苷含量减少不仅能直接限制病原菌生长和毒素产生,而且还能通过间接干扰细胞壁沉积,介导SA和ROS积累。同时,组织紧密性加强和大量积累的SA与ROS直接限制了V.mali的侵染,最终干扰植株表现为生长发育受抑制,抗病能力增强。    西北农林科技大学周坤博士和2016级博士研究生胡玲玉为论文共同第一作者,园艺学院马锋旺教授和龚小庆副教授为共同通讯作者。迈维代谢提供了该项目的代谢组学数据的检测和分析工作。    迈维代谢提供领先的代谢组学技术服务:植物产品动物产品植物广泛靶向代谢组动物广泛靶向代谢组初生代谢组动物非靶向代谢组类黄酮代谢组广泛靶向脂质组中药代谢组氧化脂质花青素检测短链脂肪酸木质素小分子检测动物代谢组+转录组类胡萝卜素检测动物代谢组+重测序植物激素检测16S+代谢组靶向物质检测 植物脂质组 游离脂肪酸检测 植物代谢组+转录组 植物代谢组+重测序

喜讯!Plant Physiology在线发表西北农林科技大学马锋旺教授团队苹果生长发育和腐烂病抗性研究的成果

【概要描述】该研究证明了苹果根皮苷通过调控细胞壁沉积(cellwalldeposition)和SA、ROS积累之间的相互作用,调节苹果的生长发育和腐烂病(Valsacanker)抗性。根皮苷是苹果中最主要的二氢查尔酮,其含量约占叶片可溶性总酚的90%左右,目前苹果根皮苷的生物学功能在很大程度上仍是未知的。该研究前期,利用苹果种质资源二氢查耳酮的多样性(含量和种类),鉴定出苹果体内催化根皮素合成根皮苷的关键糖基转移酶P2'GT,MdUGT88F1。在此基础上,利用转基因植株和根皮苷含量差异的苹果种质资源,对苹果根皮苷的生物学功能进行了进一步分析。  当MdUGT88F1基因被RNAi干扰后,转基因植株体内根皮苷含量大幅度减少,三叶苷积累,植株生长发育严重受阻,表现为茎节间长度变短、叶片细长、茎分枝变多和侧根减少。研究分析发现,在MdUGT88F1-RNAi植株中,减少的根皮苷,通过调节苯丙烷素途径流通量,间接造成木质素合成积累减少;同时,通过间接减少肌醇含量,造成植株细胞壁果胶组成发生变化,最终植株表现细胞壁沉积受干扰,生长发育受阻。  当接种苹果腐烂病菌Valsamali后,与GL-3(未转化的苹果植株)相比,MdUGT88F1过表达苹果植株中过量的根皮苷直接被V.mali利用,用于促进病原菌的生长和毒素产生,导致植株抗病能力稍微减弱;而在MdUGT88F1-RNAi植株中,根皮苷含量减少不仅能直接限制病原菌生长和毒素产生,而且还能通过间接干扰细胞壁沉积,介导SA和ROS积累。同时,组织紧密性加强和大量积累的SA与ROS直接限制了V.mali的侵染,最终干扰植株表现为生长发育受抑制,抗病能力增强。    西北农林科技大学周坤博士和2016级博士研究生胡玲玉为论文共同第一作者,园艺学院马锋旺教授和龚小庆副教授为共同通讯作者。迈维代谢提供了该项目的代谢组学数据的检测和分析工作。    迈维代谢提供领先的代谢组学技术服务:植物产品动物产品植物广泛靶向代谢组动物广泛靶向代谢组初生代谢组动物非靶向代谢组类黄酮代谢组广泛靶向脂质组中药代谢组氧化脂质花青素检测短链脂肪酸木质素小分子检测动物代谢组+转录组类胡萝卜素检测动物代谢组+重测序植物激素检测16S+代谢组靶向物质检测 植物脂质组 游离脂肪酸检测 植物代谢组+转录组 植物代谢组+重测序

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  6月21日

  Plant Physiology杂志在线发表了西北农林科技大学马锋旺教授团队题为MdUGT88F1-mediated phloridzin biosynthesis regulates apple development and Valsa canker resistance的研究论文。该研究证明了苹果根皮苷通过调控细胞壁沉积(cell wall deposition)和SA、ROS积累之间的相互作用,调节苹果的生长发育和腐烂病(Valsa canker)抗性。

  根皮苷是苹果中最主要的二氢查尔酮,其含量约占叶片可溶性总酚的90%左右,目前苹果根皮苷的生物学功能在很大程度上仍是未知的。该研究前期,利用苹果种质资源二氢查耳酮的多样性(含量和种类),鉴定出苹果体内催化根皮素合成根皮苷的关键糖基转移酶P2'GT,MdUGT88F1。在此基础上,利用转基因植株和根皮苷含量差异的苹果种质资源,对苹果根皮苷的生物学功能进行了进一步分析。

  当MdUGT88F1基因被RNAi干扰后,转基因植株体内根皮苷含量大幅度减少,三叶苷积累,植株生长发育严重受阻,表现为茎节间长度变短、叶片细长、茎分枝变多和侧根减少。研究分析发现,在MdUGT88F1-RNAi植株中,减少的根皮苷,通过调节苯丙烷素途径流通量,间接造成木质素合成积累减少;同时,通过间接减少肌醇含量,造成植株细胞壁果胶组成发生变化,最终植株表现细胞壁沉积受干扰,生长发育受阻。

  当接种苹果腐烂病菌Valsa mali后,与GL-3 (未转化的苹果植株)相比,MdUGT88F1过表达苹果植株中过量的根皮苷直接被V. mali利用,用于促进病原菌的生长和毒素产生,导致植株抗病能力稍微减弱;而在MdUGT88F1-RNAi植株中,根皮苷含量减少不仅能直接限制病原菌生长和毒素产生,而且还能通过间接干扰细胞壁沉积,介导SA和ROS积累。同时,组织紧密性加强和大量积累的SA与ROS直接限制了V. mali 的侵染,最终干扰植株表现为生长发育受抑制,抗病能力增强。

 

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  西北农林科技大学周坤博士和2016级博士研究生胡玲玉为论文共同第一作者,园艺学院马锋旺教授和龚小庆副教授为共同通讯作者。迈维代谢提供了该项目的代谢组学数据的检测和分析工作。

 

 

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