沈阳农业大学揭示根分生组织生长因子BrRGF6调控大白菜响应根肿菌侵染的机制

根肿病是影响大白菜（Brassica rapa L. ssp. Pekinensis ）品质及产量的一种严重土传病害。其典型症状是受根肿菌（plasmodiophora brassicae ）感染的植物根部形成肿块，导致植株生长受到抑制，甚至部分植株死亡。因此，了解大白菜被根肿菌感染后宿主发育的分子调控机制，对于预防和控制根肿病具有重要意义。

2022年12月，Horticulture Research 上线了（Advance Access）沈阳农业大学蔬菜遗传育种与生物技术团队题为The root meristem growth factor BrRGF6 positively regulates Chinese cabbage to infection of clubroot disease caused by Plasmodiophora Brassicae 的研究论文。

前期，转录组分析发现一个受根肿菌侵染后在大白菜根系中显著上调表达的基因，该基因高度同源于根分生组织生长因子（Root Meristem Growth Factor 6, RGF6 ），故将其命名为BrRGF6 。目前关于BrRGF6 与根肿病之间的关联尚未见报道。

本研究通过基因表达模式分析发现感病材料中BrRGF6 的表达量高于抗性材料，受根肿菌感染后，BrRGF6 表达量显著上调。通过酵母双杂交文库筛选发现一个与BrRGF6互作的核转录因子BrNF-YC。酵母单杂交和GUS酶活性分析表明，BrNF-YC可以直接结合并强烈激活BrRGF6 的启动子活性（图1）。基因功能验证发现，拟南芥突变体rgf6 中及BrRGF6 沉默的大白菜中根生长速度加快，并延迟了根肿菌的侵染进程；同时BrNF-YC沉默的大白菜中BrRGF6 的表达量显著降低，并出现与BrRGF6沉默大白菜相同的表型。然而，在BrRGF6 或BrNF-YC 过表达后，植株表型出现相反的趋势。

综上，该研究表明BrRGF6 和BrNF-YC 在大白菜响应根肿菌侵染中起着重要作用。BrNF-YC 与BrRGF6 相互作用并结合于BrRGF6 启动子区域，调控其表达，从而影响了根系的生长，最终调控根肿菌对大白菜的侵染（图2）。该研究结果为大白菜抵抗根肿菌侵染的研究提供了新的思路。

沈阳农业大学园艺学院博士研究生葛文杰为第一作者，冀瑞琴教授为论文通讯作者，冯辉教授对本项研究提供了宝贵的指导意见。此外，已毕业的硕士研究生张晶及王艺琏参与了部分研究工作。该项研究得到了国家自然基金的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac292

转自：“园艺研究”微信公众号

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