AcTGA07-AcNAC10-AcLOX3转录级联调控网络：猕猴桃抗细菌性溃疡病的新防线

《Molecular Horticulture》：AcNAC10, regulated by AcTGA07, enhances kiwifruit resistance to Pseudomonas syringae pv. actinidiae via inhibiting jasmonic acid pathway

为解决猕猴桃细菌性溃疡病（由 Pseudomonas syringae pv. actinidiae，即 Psa 引起）抗性机制不明的问题，研究人员开展了 NAC 转录因子相关研究。结果发现 AcTGA07-AcNAC10-AcLOX3转录级联调控网络可增强猕猴桃对 Psa 的抗性，为抗病育种提供理论依据。

　　在猕猴桃的种植领域，细菌性溃疡病堪称一场可怕的 “瘟疫”。这种由 Pseudomonas syringae pv. actinidiae（简称 Psa）引起的病害，严重威胁着猕猴桃产业。它就像一个隐藏在暗处的 “杀手”，能在植物体内潜伏很久，一遇到合适的环境条件，便迅速发起攻击，通过各种途径在植株间扩散，给种植户带来巨大的经济损失。

此前的研究发现，茉莉酸（JA）在植物应对病虫害的过程中扮演着重要角色，但它在猕猴桃对 Psa 的抗性方面，作用机制还不明确。同时，NAC 转录因子家族虽然在植物的生长发育、应对各种压力和免疫防御等方面都至关重要，可在猕猴桃抵抗 Psa 的过程中，其具体的调控机制也有待探索。

为了揭开这些谜团，西北农林科技大学的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Molecular Horticulture》上，为猕猴桃抗病研究开辟了新道路。

研究人员采用了多种技术方法来开展研究。在基因鉴定与分析方面，通过对猕猴桃基因组进行筛选和分析，鉴定出相关基因；利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术，沉默特定基因来观察其对猕猴桃抗性的影响；运用酵母单杂交技术，筛选与目标基因启动子相互作用的蛋白，探究基因的调控机制。

研究结果如下：

1. 关键 NAC 转录因子的筛选：研究人员对猕猴桃中的 NAC 转录因子进行了全面分析，通过对不同抗性猕猴桃品种的转录组数据进行差异基因表达分析，筛选出 29 个在抗性和易感品种间表达差异显著的 NAC 转录因子。进一步研究发现，过表达 AcNAC₁₀和 AcNAC₈₀能显著增强猕猴桃对 Psa 的抗性，因此选择 AcNAC₁₀作为后续研究的重点。
2. AcNAC₁₀的特性研究：亚细胞定位实验表明，AcNAC₁₀是一种核定位蛋白。转录激活实验显示，它具有转录抑制活性。同时，AcNAC₁₀对 Psa 感染和多种环境刺激，如 elf18 诱导的免疫反应、H₂O₂氧化应激和冷应激等，都有强烈响应。
3. AcNAC₁₀与 JA 途径的关系：用茉莉酸生物合成抑制剂 DIECA 和 MeJA 处理猕猴桃叶片，发现 AcNAC₁₀的表达受 JA 调控。进一步研究表明，JA 含量与猕猴桃对 Psa 的抗性呈负相关，即 JA 积累会降低猕猴桃的抗性。
4. AcNAC₁₀对猕猴桃抗性的影响：利用 VIGS 技术沉默 AcNAC₁₀基因，结果猕猴桃幼苗变矮，对 Psa 的抗性降低，同时 JA 合成增加。在拟南芥和番茄中异源表达 AcNAC₁₀，发现转基因植株对 Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000（Pst DC3000）的抗性增强，JA 含量降低。
5. AcNAC₁₀的调控机制：通过一系列实验，研究人员发现 AcNAC₁₀直接与 AcLOX₃的启动子结合，抑制其表达。而 AcLOX₃是 JA 合成的关键酶基因，AcNAC₁₀对 AcLOX₃的抑制，进而减少了 JA 的合成。
6. AcTGA₀₇对 AcNAC₁₀的调控：研究人员克隆了 AcNAC₁₀的启动子，通过酵母单杂交筛选，发现 AcTGA₀₇能与 AcNAC₁₀的启动子结合，激活其表达。进一步研究表明，AcTGA₀₇通过依赖于 JA 调控元件 TGACG 基序的方式，正向调控 AcNAC₁₀。
7. AcTGA₀₇与 JA 合成的关系：沉默 AcTGA₀₇后，猕猴桃叶片对病害更敏感，JA 含量显著增加。这表明 AcTGA₀₇参与抑制 JA 合成，正向调控猕猴桃对 Psa 的抗性。而且，AcTGA₀₇抑制 JA 合成的作用不依赖于 AcNAC₁₀-AcLOX₃途径。

综合研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。研究揭示了 AcTGA₀₇-AcNAC₁₀-AcLOX₃转录级联调控网络在猕猴桃抵抗 Psa 过程中的关键作用，即通过抑制 JA 合成来增强猕猴桃的抗性。这不仅为深入理解猕猴桃的免疫防御机制提供了新视角，也为猕猴桃的分子抗病育种提供了重要的理论基础和潜在的基因靶点，有助于培育出更具抗性的猕猴桃品种，推动猕猴桃产业的健康发展。