GMSHMT08介导的大豆抗胞囊线虫作用受到两种热休克蛋白70s的负调控

《Plant, Cell & Environment》：GmSHMT08-Mediated Soybean Cyst Nematode Resistance Is Negatively Modulated by Two Heat Shock Protein 70s in Soybean

大豆抗胞囊线虫基因GmSHMT08的抗性机制研究表明，GmHSP70-13a和GmHSP70-15a通过26S蛋白酶体途径促进GmSHMT08降解，抑制其抗性功能，且在感病大豆中显著上调表达。

　　

摘要

大豆基因 GmSHMT08（Rhg4）是一种赋予大豆对胞囊线虫（SCN）抗性的关键基因，而这种病原体对大豆具有毁灭性影响，但其抗性机制至今仍不清楚。热休克蛋白70（HSP70）主要负责维持蛋白质稳态和调节植物免疫。在本研究中，通过CRISPR/Cas9技术敲除了两个高度相似的GmHSP70基因（GmHSP70-13a（Glyma.13g254900）和GmHSP70-15a（Glyma.15g059900）后，大豆的抗性得到了增强；而过度表达这两个基因则会抑制抗性。GmHSP70-13a和GmHSP70-15a均能与关键的一碳代谢酶GmSHMT08相互作用，并通过26S蛋白酶体途径促进GmSHMT08的降解，但它们并未改变大豆中GmSHMT08的转录水平。此外，在易感大豆中，这两个基因的表达显著增强；而在抗性大豆中，即使在胞囊线虫感染后，它们的表达仍然较低。综上所述，GmHSP70-13a和GmHSP70-15a能够负调节由GmSHMT08介导的抗性机制，这种调节作用是通过与26S蛋白酶体系统相互作用并影响GmSHMT08的降解来实现的。本研究阐明了GmSHMT08的抗性机制，扩展了HSP70家族的功能，并为大豆抗胞囊线虫育种提供了两个基因编辑的目标。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究的数据可应合理请求向相应作者获取。