由致病疫霉（Phytophthora infestans）引起的马铃薯晚疫病是马铃薯生产中最严重的病害，对粮食安全造成极大威胁。叶绿体在植物光合作用、合成植物激素和初生、次生代谢产物等生命活动中发挥着重要作用。近年的研究表明，叶绿体通过活性氧信号和逆行信号传递在植物免疫中起着至关重要的作用。泛素化作为一种广泛存在的翻译后修饰，在蛋白降解中起着关键作用；泛素化也可作为一种修饰信号，促进蛋白质内吞或靶向其他内膜系统。
2024年11月，Horticulture Research在线发表了华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室田振东教授课题组题为Accumulation of dually targeted StGPT1 in chloroplasts mediated by StRFP1, an E3 ubiquitin ligase, enhances plant immunity的研究论文，揭示了膜系统定位的E3泛素连接酶StRFP1与叶绿体葡萄糖6-磷酸转运蛋白StGPT1互作，二者协同调控植物抗性的机制。
叶绿体葡萄糖6-磷酸转运蛋白StGPT1 定位在叶绿体膜上，在特定逆境胁迫下也定位在内质网上。StGPT1 参与叶绿体氧化戊糖磷酸代谢途径（Oxidative Pentose Phosphate Pathway, OPPP）。本研究发现，超量表达StGPT1能够激活植株整体免疫反应，包括ROS爆发、PTI免疫反应激活以及免疫相关激素的增加，从而提高马铃薯晚疫病抗性（图1）。StGPT1抗性功能发挥依赖叶绿体定位（图2）。内膜系统定位的E3泛素连接酶StRFP1与StGPT1协同正调控晚疫病抗性（图3），内膜系统定位的E3泛素连接酶StRFP1与StGPT1互作、提高StGPT1的泛素化水平，但不会导致StGPT1的降解，反而促进其在叶绿体中的积累（图4）。本研究揭示了StGPT1参与免疫调控的新功能；膜系统定位的E3泛素连接酶和叶绿体膜蛋白之间的相互作用促进其在叶绿体中的积累，研究结果丰富了对于植物泛素信号传导和蛋白转运机制的认知。
团队介绍
华中农业大学马铃薯团队是农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室和湖北省马铃薯工程技术研究中心等省部级研究平台的依托单位，也是果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室和国家蔬菜改良中心华中分中心的重要组成部分。团队现有在职教师7人，其中教授3人、副教授3人、高级农艺师1人，博士后4人，现有60余名博士和硕士研究生参与课题研究。团队围绕产业发展的重大科学与技术问题，开展应用基础与共性技术研究。经过20多年的努力，形成了马铃薯种质资源创新、重要性状功能基因组、遗传育种、种薯繁育和农机农艺融合等优势研究领域。马铃薯团队已育成新品种24个，获植物新品种权10项，获国家发明专利30余项，获湖北省技术发明一等奖、湖北省科技进步二等奖、农业部全国农牧渔业丰收一等奖等科技奖项，发表学术论文400余篇。
田振东教授课题组主要从事马铃薯与晚疫病分子互作机制；马铃薯晚疫病抗性资源评价与创新、遗传基础解析；马铃薯晚疫病持久抗性分子育种技术研发及品种选育。
https://doi.org/10.1093/hr/uhae241
Haplotype-resolved genome and mapping of freezing tolerance in the wild potato Solanum commersonii
https://doi.org/10.1093/hr/uhae181
Hortic Res | 华中农业大学马铃薯课题组发布了抗寒野生种单倍型解析基因组和抗寒性遗传图谱
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