Heat Shock Protein HSP24 Is Involved in the BABA-Induced Resistance to Fungal Pathogen in Postharvest Grapes Underlying an NPR1-Dependent Manner.
Heat Shock Protein HSP24 Is Involved in the BABA-Induced Resistance to Fungal Pathogen in Postharvest Grapes Underlying an NPR1-Dependent Manner.
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热休克蛋白 HSP24 参与 BABA 诱导的采后葡萄对真菌病原体的抗性，以 NPR1 依赖性方式进行
DOI：
10.3389/fpls.2021.646147
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发表时间：
2021
影响因子：
5.6
通讯作者：
Zheng Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li C;Cao S;Wang K;Lei C;Ji N;Xu F;Jiang Y;Qiu L;Zheng Y
尽管热休克蛋白（HSP）是一个普遍存在的分子伴侣家族，在热应激相关反应中得到了很好的表征，但它们在植物防御中的功能仍不清楚。在此，我们报道了 VvHSP24（一种来自葡萄的 B 类热休克蛋白）在 β-氨基丁酸 (BABA) 诱导的针对葡萄中坏死营养真菌灰葡萄孢的启动防御中的作用。用 10 mmol L-1 BABA 处理的葡萄表现出 VvNPR1 和几个 SA 诱导基因（包括 PR1、PR2 和 PR5）的转录水平短暂增加。此外，接种灰霉病菌后，植物抗毒素会积累，这与病原体驱动的抗性相关的启动模式的作用一致。有趣的是，电泳迁移率变动 (EMSA)、酵母双杂交 (Y2H) 和 His Pull-down 分析表明，核伴侣 VvHSP24 不能调节 PR 基因的转录，但在体内或体外直接与 VvNPR1 相互作用。此外，我们发现与野生型 Col-0 相比，VvHSP24 过表达增强了 NPR1 和 SA 响应基因（PR1、PR2 和 PR5）的转录水平，并增加了转基因拟南芥对灰霉病的抗性。 AtHSFB1（拟南芥中 VvHSP24 的直系同源基因）的 CRISPR 突变体与野生型植物之间观察到相反的趋势。因此，我们的结果表明 VvHSP24 在 NPR1 依赖性植物对真菌病原体的抗性中具有潜在作用。 BABA 诱导的葡萄启动防御可能需要伴侣蛋白 VvHSP24 的翻译后修饰来激活 VvNPR1 转录物，从而导致 PR 基因表达和抗性表型。
Although heat shock proteins (HSPs), a family of ubiquitous molecular chaperones, are well characterized in heat stress-related responses, their function in plant defense remains largely unclear. Here, we report the role of VvHSP24, a class B HSP from Vitis vinifera, in β-aminobutyric acid (BABA)-induced priming defense against the necrotrophic fungus Botrytis cinerea in grapes. Grapes treated with 10 mmol L–1 BABA exhibited transiently increased transcript levels of VvNPR1 and several SA-inducible genes, including PR1, PR2, and PR5. Additionally, phytoalexins accumulated upon inoculation with the gray mold fungus B. cinerea, which coincided with the action of a priming mode implicated in pathogen-driven resistance. Intriguingly, electrophoretic mobility shift (EMSA), yeast two-hybrid (Y2H) and His pull-down assays demonstrated that the nuclear chaperone VvHSP24 cannot modulate the transcript of PR genes but does directly interact with VvNPR1 in vivo or in vitro. Furthermore, we found that VvHSP24 overexpression enhanced the transcript levels of NPR1 and SA-responsive genes (PR1, PR2, and PR5) and increased the resistance of transgenic Arabidopsis thaliana to B. cinerea compared with wildtype Col-0. An opposite trend between CRISPR mutants of AtHSFB1 (the orthologous gene of VvHSP24 in Arabidopsis) and wildtype plants was observed. Hence, our results suggest that VvHSP24 has a potential role in NPR1-dependent plant resistance to fungal pathogen. BABA-induced priming defense in grapes may require posttranslational modification of the chaperone VvHSP24 to activate VvNPR1 transcript, leading to PR gene expressions and resistance phenotypes.
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