Plant Physiology | 海南大学施海涛团队在乙酰化修饰介导的木薯抗病分子机制上取得新进展
2023/8/10 9:07:05 阅读：35 发布者：
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木薯（Manihot esculenta）被称为“淀粉之王”，与马铃薯和甘薯并称为三大薯类作物，是热带亚热带地区重要的粮食作物和经济作物。虽然木薯具有耐旱抗贫瘠的优良性状，但是对病害如木薯细菌性枯萎病的抗性普遍较差。Lesion simulating disease（LSD）是一种锌指蛋白，在模式植物生长发育和胁迫应答中发挥重要作用，然而LSDs在热带作物木薯中的作用和对下游基因的调控机制还不明确。
近日，海南大学南繁学院（三亚南繁研究院）、热带农林学院、热带作物生物育种全国重点实验室、海南省崖州湾种子实验室施海涛团队在Plant Physiology上在线发表了题为“LESION SIMULATING DISEASE 3 regulates disease resistance via fine-tuning histone acetylation in cassava”的研究论文，揭示了Gibberellic acid insensitive 1（MeGAI1）-MeLSD3-Sirtuin 1（MeSRT1）互作分子模块通过乙酰化修饰调控木薯抗病基因的表达和抗病反应的分子机制。
研究发现MeLSD3正调控木薯对细菌性枯萎病抗性，且MeLSD3与去乙酰化酶MeSRT1体外体内相互作用。MeSRT1作为去乙酰化酶，能够负调控H3K9Ac的修饰水平。进一步研究发现，MeLSD3通过与MeSRT1的互作抑制MeSRT1的酶活性，从而参与H3K9Ac的修饰调控，并最终激活SUPPRESSOR OF BIR1（SOBIR1）和FLAGELLIN-SENSITIVE2 （FLS2）等抗病基因的表达和免疫反应。此外，DELLA蛋白MeGAI1与MeLSD3相互作用，并增强MeLSD3对MeSRT1的抑制作用，进一步促进SOBIR1和FLS2的转录，从而增强木薯对细菌性枯萎病的抗性。
MeLSD3通过MeSRT1介导的H3K9Ac组蛋白去乙酰化修饰调节木薯抗病性
综上所述，该研究解析了MeLSD3蛋白复合体调控组蛋白乙酰化修饰的机理，阐明了MeLSD3与MeSRT1互作调控木薯细菌性枯萎病抗性的分子机制；不仅为乙酰化修饰介导的木薯抗病性反应提供了新见解，而且为木薯分子遗传改良提供了抗病基因模块网络。
海南大学曾鸿秋副教授和博士研究生徐浩然为论文共同第一作者，施海涛教授为通讯作者。研究得到国家自然科学基金、海南省重点研发计划、海南省研究生创新项目、海南大学等资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiad441
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