一种新型CC-NBS-LRR基因NtRPP13的过表达增强了烟草对茄科细菌Ralstonia solanacearum的抗性

《Plant Cell Reports》：Overexpression of a novel CC-NBS-LRR gene NtRPP13 confers enhanced resistance to Ralstonia solanacearum in tobacco

NtRPP13是CNL型NBS-LRR基因，被Ralstonia solanacearum抑制，定位于质膜，其表达受植物激素和逆境调控，过表达增强烟草抗病性并激活HR及SA/JA/乙烯信号通路。

　　

摘要

核心信息

NtRPP13是一种属于CNL类型的基因，会被Ralstonia solanacearum抑制。该基因在烟草中通过正向调节过敏反应（HR）和与植物激素相关的防御基因来增强对细菌性枯萎病的抗性。

摘要

由Ralstonia solanacearum引起的细菌性枯萎病是一种极具破坏性的土传病害，全球有数百种植物会受到感染。目前，针对这种病原体的有效控制策略仍然有限，因此探索抗性基因在抗病育种中尤为重要。核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复序列（NBS-LRR）蛋白是植物中效应子触发免疫反应的关键参与者。本研究在烟草中发现了一个新的NBS-LRR抗性基因NtRPP13，该基因在易感烟草品种的根系中受到R. solanacearum感染后会下调表达。NtRPP13蛋白在其N端含有典型的卷曲-卷曲（CC）结构域，被归类为CC-NBS-LRR类型。亚细胞定位分析表明，NtRPP13定位于质膜上。此外，植物激素（包括脱落酸、生长素和赤霉素）以及非生物胁迫因素（如干旱和寒冷）会改变NtRPP13的表达水平，这可能是由于NtRPP13启动子中存在相应的顺式作用元件所致。NtRPP13的短暂过表达在Nicotiana benthamiana中引发了过敏反应（HR），而在转基因烟草植物中的稳定过表达显著增强了其对R. solanacearum的抗性，不同转基因品系的抗性水平存在差异。此外，在接种R. solanacearum后，转基因植物表现出一些与过敏反应相关的防御基因（如水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）和乙烯信号通路）的显著上调，同时JA和SA的水平也显著升高。这些发现表明NtRPP13通过调节多种信号通路之间的相互作用，从而帮助烟草抵抗R. solanacearum的侵害。