宁波大学陈剑平院士团队首次报道ABA负向调控植物抗病毒能力

2018-06-21 10:11 | 作者: 渔民 | 标签: 脱落酸

脱落酸(Abscisic acid,ABA)在植物的生长发育以及非生物胁迫响应中具有重要的作用。研究表明,ABA也在植物应对病原细菌和真菌侵染过程中发挥作用。ABA可以根据病原体的类型和生活方式诱导或抑制植物防御反应,如ABA可以抑制拟南芥对细菌病原体丁香假单胞菌的抗性却可以增强水稻对褐斑病真菌病原体的防御能力。之前的研究鲜有关于ABA与抗病毒之间的关系。ABA或可通过诱导胼胝质积累参与植物抗病毒反应,但是关于ABA是否可以介导病毒易感性却是知之甚少。

水稻黑条矮缩病毒(rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)是一种双链RNA病毒,对亚洲的水稻和玉米生产造成了严重的经济损失,RBSDV感染会引起严重的植物生长异常,包括叶片颜色变深、茎底部出现白色肿瘤以及发育迟缓等;而这些症状与植物激素信号传导受到破坏有关。之前的转录组分析表明茉莉酸(jasmonate,JA)可以介导对RBSDV的防御能力并且ABA生物合成基因OsNCED3和OsABA8ox的表达在病毒感染后显著降低,但是关于ABA和RBSDV之间相互作用却尚未研究。

近日,宁波大学植物病毒学研究所陈剑平院士与孙宗涛博士团队在Plant Cell and Environment发表了一篇题为Abscisic Acid Negatively Modulates Plant Defense against Rice Black-Streaked Dwarf Virus Infection by Suppressing the Jasmonate Pathway and Regulating ROS Levels in Rice的论文,首次报道了ABA负调控植物抗病毒能力的研究。




该研究发现,在RBSDV感染30和60天后,水稻中ABA合成途径基因的表达显著降低。而在RBSDV感染的植物上外源施用ABA会增加病毒mRNA的表达并使水稻更易感;同时ABA预处理也会增加植物体内RBSDV的积累。这些结果均表明ABA会促进水稻对RBSDV感染的易感性。进一步研究发现,ABA缺陷突变体nced3对RBSDV更具抗性,而ABA积累突变体aba8ox易感性增加。该研究指出ABA合成和信号传导均负向调控植物对RBSDV感染的免疫性。

ABA可以通过对其他激素的调控影响植物抗病能力,之前已经报道JA途径在防御RBSDV的过程中发挥重要作用。该研究发现,外源ABA处理会抑制JA生物合成和信号传导基因的表达,降低JA的含量并抑制JA介导的对RBSDV感染的抗性;但是ABA对SA途径无干扰作用。因此,ABA介导的对RBSDV的易感性是由于对JA途径的直接干扰。除此之外,该研究还发现ABA可以通过诱导SOD和CAT的表达来阻止基础活性氧(basal ROS)积累,进而影响水稻抗病毒感染的能力。


叶面喷施植物激素对水稻RBSDV感染的影响


综上所述,该研究首次证明了ABA在抗植物病毒感染中负向调控作用,并发现ABA通过抑制JA途径和抑制ROS积累与水稻RBSDV相互作用。

论文原文链接:onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.13372
 

来源:BioArt植物

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