文章信息
文章題目：Molecular basis of methyl salicylate-mediated plant airborne defense
期刊：Nature
發(fā)表時間：2023年9月13日
主要內容：清華大學劉玉樂團隊在Nature雜志上發(fā)表了文章Molecular basis of methyl salicylate-mediated plant airborne defense，該研究鑒定了識別氣態(tài)MeSA的植物受體，揭示了MeSA介導的植物氣傳性免疫的分子機制及其植物病毒的反防御機制，為防治病蟲害提供了突破點和研究方向。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06533-3
使用TransGen產品：
TransScript? One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311)
研究背景
植物受到環(huán)境刺激時產生的揮發(fā)性化合物（volatile organic compounds，VOCs）會誘發(fā)周圍植物的防御反應，這一現(xiàn)象被稱為氣傳性免疫（airborne defense，AD）。盡管幾十年來人們在多種植物中觀察到這種植物間通訊（plant-plant communication, PPC）現(xiàn)象，但是對VOCs介導PPC的分子機制一直不清楚。此外，除乙烯受體外，植物感知其它VOC的受體也一直未被鑒定。
蚜蟲是全球范圍內最具破壞性的農業(yè)害蟲之一，蚜蟲叮咬會誘導植物釋放包含水楊酸甲酯（methyl salicylate，MeSA）在內的VOCs。MeSA在植物抵御蚜蟲等食草性昆蟲侵害中發(fā)揮重要作用，但是MeSA如何作為植物間通訊的信號激活AD抗蚜蟲防御？這是一個長期未解決的問題，植物是否擁有識別和感知空氣中MeSA的受體也不清楚。此外，蚜蟲和病毒能否干擾植物氣傳性免疫也未知。
文章概述
大多數植物病毒依賴昆蟲等介體進行傳播。當昆蟲叮咬植物后，植物會產生VOCs，驅避昆蟲的同時也招募這些植食性昆蟲的天敵。此外，當這些揮發(fā)性化合物被臨近植物吸收后會觸發(fā)臨近植物對昆蟲的防御反應。首先，劉玉樂研究團隊發(fā)現(xiàn)蚜蟲叮咬植物后，植物會產生MeSA，這些MeSA揮發(fā)到空氣中能夠被臨近植物中的MeSA受體蛋白水楊酸結合蛋白-2（SA-binding protein-2，SABP2）感知結合，并將其轉化為水楊酸（salicylic acid, SA）。SA激活轉錄因子NAC2，上調水楊酸羧基甲基轉移酶1（SA-carboxylmethyltransferase-1，SAMT1）基因的表達，從而產生更多的MeSA，誘導植物的抗蚜蟲免疫，從而降低病毒的傳播。
隨后劉玉樂團隊還發(fā)現(xiàn)一些蚜蟲傳病毒比如黃瓜花葉病毒、馬鈴薯Y病毒等能夠編碼含有解旋酶結構域的蛋白質與NAC2蛋白相互作用，改變NAC2蛋白的亞細胞定位，促進NAC2在細胞質中被26S蛋白酶體降解，從而負調控NAC2-SAMT1通路，抑制蚜蟲叮咬植物中MeSA的合成和揮發(fā)，最后阻斷植物間“預警”通訊，促進蚜蟲對臨近植物的侵染和對病毒的傳播。
綜上，這一發(fā)現(xiàn)揭示了植物氣傳免疫的詳細分子機制及病毒的反防御機制，揭示了全新的蚜蟲-病毒共進化互惠方式。
植物氣傳性免疫的分子機制示意圖
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● 提取純度高：DNA和蛋白質的污染最低。
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TransScript? One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311)
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產品特點：
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使用TransZol (ET101)產品發(fā)表的部分文章：
? Gong Q, Wang Y J, He L F, et al. Molecular basis of methyl salicylate-mediated plant airborne defense [J]. Nature, 2023.
? He C, Xing F, Liang J, et al. The ABI5-dependent down-regulation of mitochondrial ATP synthase OSCP subunit facilitates apple necrotic mosaic virus infection[J]. Journal of Experimental Botany, 2023.
? Hong Y, Xia H, Li X, et al. Brassica napus BnaNTT1 modulates ATP homeostasis in plastids to sustain metabolism and growth[J]. Cell Reports, 2022.
? Wang S, Lu M, Wang W, et al. Macrophage Polarization Modulated by NF‐κB in Polylactide Membranes‐Treated Peritendinous Adhesion[J]. Small, 2022.
? Wang Y, Gong Q, Wu Y, et al. A calmodulin-binding transcription factor links calcium signaling to antiviral RNAi defense in plants[J]. Cell Host & Microbe, 2021.
? Zhao M, Wang B, Zhang C, et al. The DJ1-Nrf2-STING axis mediates the neuroprotective effects of Withaferin A in Parkinson’s disease[J]. Cell Death & Differentiation, 2021.
? Hao M, Hou S, Li W, et al. Combination of metabolic intervention and T cell therapy enhances solid tumor immunotherapy[J]. Science Translational Medicine, 2020.
? Gao L, Guo Q, Li X, et al. MiR-873/PD-L1 axis regulates the stemness of breast cancer cells[J]. EBioMedicine, 2019.
? Chen K, Hu Z, Song W, et al. Diversity of O-glycosyltransferases contributes to the biosynthesis of flavonoid and triterpenoid glycosides in Glycyrrhiza uralensis[J]. ACS Synthetic Biology, 2019.
? Hu Z, He J, Chen K, et al. Molecular cloning and biochemical characterization of a new flavonoid glycosyltransferase from the aquatic plant lotus[J]. Biochemical and biophysical research communications, 2019.
? Wang Z, Wang S, Xu Z, et al. Highly promiscuous flavonoid 3-O-glycosyltransferase from Scutellaria baicalensis[J]. Organic letters, 2019.
使用TransScript? One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311)產品發(fā)表的部分文章：
? Gong Q, Wang Y J, He L F, et al. Molecular basis of methyl salicylate-mediated plant airborne defense [J]. Nature, 2023.
? Guan J, Wang G, Wang J, et al. Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells[J]. Nature, 2022.
? Chen J, Ou Y, Luo R, et al. SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling[J]. Nature,2021.
? Chen J, Ou Y, Yang Y, et al. KLHL22 activates amino-acid-dependent mTORC1 signalling to promote tumorigenesis and ageing[J]. Nature, 2018.
? Fan H, Quan S, Ye Q, et al. A molecular framework underlying low-nitrogen-induced early leaf senescence in Arabidopsis thaliana[J]. Molecular Plant, 2023.
? Yan Y, Sun J, Ji K, et al. High incidence of the virus among respiratory pathogens in children with lower respiratory tract infection in northwestern China[J]. Journal of Medical Virology, 2023.
? Liu W, Yao Q, Su X, et al. Molecular insights into Spindlin1-HBx interplay and its impact on HBV transcription from cccDNA minichromosome[J]. Nature Communications, 2023.
? Guo Z, Cao H, Zhao J, et al. A natural uORF variant confers phosphorus acquisition diversity in soybean[J]. Nature Communications, 2022.
? Wang B, Zhao M, Su Z, et al. RIIβ‐PKA in GABAergic Neurons of Dorsal Median Hypothalamus Governs White Adipose Browning[J]. Advanced Science, 2022.
? Liu S, Liu C, Lv X, et al. The chemokine CCL1 triggers an AMFR-SPRY1 pathway that promotes differentiation of lung fibroblasts into myofibroblasts and drives pulmonary fibrosis[J]. Immunity, 2021.
? Wang R, Xue Y, Fan J, et al. A systems genetics approach reveals PbrNSC as a regulator of lignin and cellulose biosynthesis in stone cells of pear fruit[J]. Genome Biology, 2021.
