马铃薯腺苷三磷酸双磷酸酶B结构域衍生肽激活本氏烟草抗软腐病菌的免疫防御机制

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant 2.2

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  来自巴西的研究人员针对植物病原体Pectobacterium atrosepticum引发的软腐病,通过重组表达马铃薯(Solanum tuberosum)腺苷三磷酸双磷酸酶(apyrase)的B结构域(r-6His-DomB)及合成肽(potB1LJ/potB2LJ),首次证实该结构域能激活本氏烟草(Nicotiana benthamiana)的免疫防御系统,通过抑制细菌扩散、减少维管束流量、诱导H2O2生成和胼胝质沉积等机制实现持续20天的抗病保护,为植物抗病育种提供新策略。

  

在对抗植物病原体Pectobacterium atrosepticum的战役中,科学家们发现了一个关键武器——马铃薯腺苷三磷酸双磷酸酶(apyrase)的B结构域。这个保守区域不仅存在于病原体的NTPDases酶中,还能触发哺乳动物B细胞免疫反应。研究团队通过大肠杆菌(Escherichia coli)表达的重组蛋白r-6His-DomB,以及人工合成的potB1LJ和potB2LJ多肽,在本氏烟草(Nicotiana benthamiana Domin)中展开了一场精彩的防御战。

未受保护的烟草植株在感染20天内经历了悲惨的病程:叶片褪绿、衰老萎蔫、腐烂直至死亡。但经过B结构域预处理后,这些植物成功构筑起免疫防线——细菌扩散被遏制,细胞死亡区域显著缩小。更令人振奋的是,通过计算机模拟(in silico)设计的嵌合基因在农杆菌浸润(agroinfiltration)实验中大显身手:转基因烟草不仅表现出持久的抗病性,其维管束流量调控、过氧化氢(H2O2)爆发和胼胝质(callose)沉积等防御机制协同作战,台盼蓝(Trypan blue)染色证实细胞死亡率大幅降低。这场持续20天的防御胜利,为植物免疫工程提供了崭新的分子武器库。

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