越来越多的证据表明,生物胁迫反应受植物中生物钟的调控,但尚不清楚宿主-病原体相互作用如何影响时钟。2020年3月26日,Current Biology杂志在线发表了来自阿根廷布宜诺斯艾利斯中央科学研究所Marcelo J. Yanovsky课题组题为Bacterial infection disrupts clock gene expression to attenuate immune response的研究论文。该研究揭示了细菌感染时会破坏植物时钟基因表达以减轻植物的免疫反应。
该研究为了更好地理解免疫和昼夜节律信号网络之间的相互作用,首先通过观察已知免疫反应受损的拟南芥突变体是否在光或时钟调节过程中也显示出改变。该研究发现之前认为对丁香假单胞菌易感的eds4突变体中的胚轴伸长比WT对红光和白光(而不是蓝光)的敏感性低。此外,与WT相比,eds4的昼夜节律运动周期更长,同时昼夜节律和时钟基因的表达谱也发生了变化。因此,eds4突变体除了增强的疾病易感性表型以外,还显示出光形态发生和昼夜节律缺失。
由于之前EDS4突变体的易感表型不稳定,导致图位克隆失败,现在该研究通过测序及时钟表型克隆该基因为构成核孔复合体(NPC)的核孔蛋白之一NUP205基因。该研究通过NUP205突变体遗传学方法证实了该结果的正确性。
那么核孔复合体如何影响上述这些表型呢?该研究假设可能是mRNA/蛋白质的特定子集的核质运输改变的直接结果。因此,该研究发现在eds4突变体的差异表达的基因中,核心时钟基因有很强的富集,并且核相对总mRNA的积累增加了。有趣的是,最早在感染后1 h,野生型(WT)植物感染丁香假单胞菌时多个早晨核心时钟基因的表达就下调,包括LNK基因家族的所有成员,而这种效应在eds4中就减弱了。此外,lnk突变体比WT更易感染丁香假单胞菌感染。
该研究发现植物中细菌感染后的早期事件包括核心时钟基因表达网络的非常快速的重新配置,其反过来又将免疫应答作为其输出的一部分进行控制。这种转录重编程在某种程度上需要功能性的NPC,该功能至少部分受时钟本身的调节。如果时钟基因网络被破坏了会增强细菌的生长和疾病的易感性。 (来源:iPlants)
农药快讯, 2020 (8): 9.