H2S作为一种信号分子,增强植物对各种非生物和生物胁迫的适应性。先前的研究表明,H2S可以通过激活抗氧化酶来维持活性氧(ROS)平衡,从而缓解多种果蔬的采后衰老。然而,在番茄受灰霉感染期间,内源H2S是否以及如何干扰活性氧代谢仍然未知。
2023年7月,Vegetable Research 上线了合肥工业大学食品与生物工程学院张华教授课题组题为D-cysteine desulfhydrase
DCD1 participates in tomato resistance against Botrytis cinerea by modulating
ROS homeostasis 的研究论文。
在这项研究中,作者首先利用灰霉侵染番茄叶片,发现叶片中内源性H2S含量增加,编码产生H2S的酶D‐半胱氨酸脱巯基酶1的DCD1 基因表达量增加。随后进一步研究了DCD1 在番茄叶片和果实中对灰霉病抗性的作用,利用CRIPSR/Cas9 转化构建了DCD1 基因编辑的突变体dcd1,该突变体叶片和果实被灰霉侵染后伴有活性氧的增加,进一步的研究表明,DCD1 突变导致叶片和果实中抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,DCD1 突变还导致防御相关基因PAL(编码苯丙氨酸解氨酶)和PUB24 的表达降低。
这项工作表明DCD1和H2S通过调节ROS稳态,进而在植物对坏死性真菌病原体反应中发挥积极作用。此外,这项工作提供了强有力的证据表明,与绿色果实相比,成熟期的果实更容易受到灰霉病的感染,这表明植物组织的衰老更有利于灰霉病的感染。图1 DCD1 突变对感染灰霉病番茄叶片活性氧代谢的影响
图2 WT及DCD1 突变果实在不同成熟期对灰霉菌侵染的差异合肥工业大学已毕业硕士生赵玉琪和胡康棣副教授为该论文共同第一作者,张华教授和胡康棣副教授为该论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金和安徽省自然科学基金的资助。团队介绍
团队研究方向:气体分子H2S信号转导;果蔬生理与分子生物学;果实成熟衰老的调控机理;果实的色素代谢调控
https://doi.org/10.48130/VR-2023-0021Vegetable Research 是一本开放获取的期刊,致力于传播蔬菜作物研究进展。欢迎蔬菜研究所有领域的原始研究论文、方法、资源和综述等投稿,主题范围包括(但不限于)遗传、育种、组学、分子生物学、生物技术、与环境和其他生物系统的相互作用以及采收前/后的生产。期刊主编由中国农业大学张小兰教授和法国图卢兹国立理工学院Julien Pirrello博士共同担任。目前期刊已被Scopus、CABI等数据库收录。
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