當受到病原菌攻擊時，植物需要將生長的能量重新分配到防御上，以抵御入侵者，這常常會導致植物生長受到抑制，這種現(xiàn)象被稱為生長-抗性平衡現(xiàn)象。如何打破這種平衡以實現(xiàn)生長-抗性雙優(yōu)在農(nóng)作物育種上具有重要的應用的價值。

     2022年6月26日，Plant Communications在線發(fā)表了北京大學鄧興旺實驗室何光明課題組題為“Natural variation in the transcription factor Replumless contributes to both disease resistance and plant growth in Arabidopsis” 的研究論文。該論文通過全基因組關(guān)聯(lián)分析 (GWAS)發(fā)現(xiàn)，擬南芥轉(zhuǎn)錄因子REPLUMLESS (RPL)在促進抗病性和生長兩方面均發(fā)揮作用。研究對約300個擬南芥生態(tài)型進行了生長和抗性相關(guān)表型的采集，利用GWAS對這些表型進行了關(guān)聯(lián)分析，獲得了近90個抗病相關(guān)候選基因。通過生長和抗性表型雙重篩選，鑒定出了一個生長和抗性均受到顯著影響的突變體rpl-4。進一步通過轉(zhuǎn)錄組比較和分子生物學分析發(fā)現(xiàn)：一方面，RPL直接結(jié)合GH3基因的啟動子區(qū)域，抑制該基因表達，進而抑制該基因介導的IAA-Asp的產(chǎn)生。而IAA-Asp含量的減少會導致病原菌效應蛋白的轉(zhuǎn)運和表達受到限制，最終降低病原菌的繁殖，抑制病害的發(fā)生。另一方面，RPL還可以通過結(jié)合CHI基因的啟動子，抑制該基因的表達，從而影響該基因介導的類黃酮的積累，解除類黃酮對生長素(Auxin)轉(zhuǎn)運的抑制作用，最終促進生長。該研究鑒定到的RPL蛋白，協(xié)調(diào)調(diào)控擬南芥生長和免疫，其在作物中的同源蛋白為農(nóng)作物分子育種提供了一個潛在的靶點。

RPL調(diào)控植物生長和抗性作用機制模式圖

     北京大學博士徐米琪為該論文的第一作者，北京大學鄧興旺教授和何光明副研究員為論文共同通訊作者。北京大學已出站博士后、現(xiàn)北京市農(nóng)林科學院王訓成副研究員為GWAS和轉(zhuǎn)錄組分析做出了重要貢獻，北京大學在讀博士生劉靜為表型采集和分子機制解析做出了重要貢獻。該研究得到了國家自然科學基金、蛋白質(zhì)與植物基因國家重點實驗室、以及北大-清華生命科學聯(lián)合中心（CLS）的資助。

     原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590346222001067