Overexpression of MdATG18a in apple improves resistance to Diplocarpon mali infection by enhancing antioxidant activity and salicylic acid levels.
Overexpression of MdATG18a in apple improves resistance to Diplocarpon mali infection by enhancing antioxidant activity and salicylic acid levels.
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苹果中 MdATG18a 的过度表达通过增强抗氧化活性和水杨酸水平来提高对苹果双果感染的抵抗力
DOI：
10.1038/s41438-018-0059-5
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发表时间：
2018
影响因子：
8.7
通讯作者：
Ma F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sun X;Huo L;Jia X;Che R;Gong X;Wang P;Ma F
由苹果双壳菌（Diplocarpon mali）引起的苹果褐斑病是苹果最严重的病害之一。自噬在抗病过程中起着关键作用。我们之前的研究表明，MdATG18a对耐旱性有积极影响。在此，我们阐述了MdATG18a的过表达（OE）如何增强对苹果双壳菌感染的抗性，这可能是因为OE苹果植株叶片中积累的过氧化氢（H₂O₂）较少，而水杨酸（SA）较多。几丁质酶、β - 1,3 - 葡聚糖酶以及SA相关标记基因在OE株系中受苹果双壳菌诱导表达更为强烈。在OE植株中，其他重要的MdATG基因的转录水平也因苹果双壳菌感染而大幅提高，这表明自噬活性增强。综上所述，这些结果表明MdATG18a的OE增强了对苹果双壳菌感染的抗性，并在清除H₂O₂和积累SA方面发挥积极作用。我们的研究结果为制定诱导自噬以尽量减少这种病害对苹果生产影响的策略提供了重要信息。
表达高水平一种参与破坏受损和多余细胞成分基因的苹果植株对一种严重的真菌感染表现出更强的抗性。陕西西北农林科技大学的马锋旺及其同事研究了MdATG18a基因过表达对苹果植株中苹果双壳菌真菌感染的影响。此前发现该基因可促进苹果植株的耐旱性，并且因其参与自噬而闻名，自噬是一种针对感染的免疫反应，可清除受损的细胞器。研究人员发现，与野生苹果植株相比，过表达MdATG18a的植株对苹果褐斑病的抵抗力更强，这很可能是由于自噬活性的提高。该团队得出结论，诱导自噬的策略可以提高苹果对真菌感染的抵抗力。
Marssonina apple blotch, caused by Diplocarpon mali, is one of the most serious diseases of apple. Autophagy plays a key role in pathogen resistance. We previously showed that MdATG18a has a positive influence on drought tolerance. Herein, we describe how overexpression (OE) of MdATG18a enhances resistance to D. mali infection, probably because less H 2 O 2 but more salicylic acid (SA) is accumulated in the leaves of OE apple plants. Expression of chitinase, β-1, 3-glucanase, and SA-related marker genes was induced more strongly by D. mali in OE lines. Transcript levels of other important MdATG genes were also drastically increased by D. mali in OE plants, which indicated increased autophagy activities. Taken together, these results demonstrate that OE of MdATG18a enhances resistance to infection by D. mali and plays positive roles in H 2 O 2-scavenging and SA accumulations. Our findings provide important information for designing strategies which could induce autophagy to minimize the impact of this disease on apple production.
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