Gibberellin调控LBD38-1响应核桃细菌性疫病（Xanthomonas arboricola pv. juglandis）的分子机制研究

《BMC Genomics》：Gibberellin Regulates LBD38-1 Responses to Xanthomonas arboricola pv. juglandis Infection in Walnut Bacterial Blight Pathogenesis

编辑推荐：核桃细菌性疫病（Xaj.）严重威胁核桃产业，河北农业大学团队通过基因组学与转录组学分析，鉴定出49个JrLBD基因家族成员，发现JrLBD38-1受赤霉素（GA）调控参与抗病响应。该研究揭示了GA-LBD38-1通路在核桃抗病机制中的关键作用，为抗病育种提供新靶点，发表于《BMC Genomics》。

　　

核桃作为富含营养的经济作物，其栽培历史可追溯至2000年前的中国。然而，气候变化与集约化种植导致核桃细菌性疫病（Xanthomonas arboricola pv. juglandis, Xaj.）频发，造成严重经济损失。植物特有的LBD（Lateral Organ Boundaries Domain）基因家族虽在生长发育中作用明确，但其在抗病响应中的机制仍待解析。河北农业大学团队通过多组学分析，揭示了赤霉素（GA）通过调控JrLBD38-1参与核桃抗Xaj.感染的分子通路，为抗病育种提供理论依据。论文发表于《BMC Genomics》。

研究采用基因组筛选、系统发育分析、染色体定位等技术鉴定核桃LBD家族；通过转录组测序分析低温（0.5℃）、高温（42℃）、机械损伤及Xaj.侵染下的基因表达模式；利用qRT-PCR验证JrLBD38-1动态表达；结合高效液相色谱（HPLC）测定GA含量；通过启动子片段缺失与烟草瞬时转化实验验证GA响应元件功能。

??结果部分：??

1. ??JrLBD家族鉴定与进化分析??
   从核桃基因组中鉴定出49个JrLBD基因，分为6个亚家族（Group I-VI），其中Group I-a和VI与胁迫响应密切相关。染色体定位显示基因分布不均，染色体7含最多成员（10个），且存在串联复制事件。

2. ??胁迫响应表达模式??
   转录组分析表明，JrLBD38-1（Group VI）在低温（48h表达上升）、高温（6h表达下降）、机械损伤（24h峰值）及Xaj.侵染（72h反弹）中均显著响应，且在根、花序和幼叶中高表达。

3. ??GA调控机制验证??
   Xaj.侵染后，叶片GA含量与JrLBD38-1表达同步变化（48h达峰）。启动子分析发现GA响应元件集中于Q1区（-1150至-584bp），烟草瞬时转化实验证实该区域驱动GA诱导的荧光信号增强，而缺失GA元件的Q1*片段丧失响应性。

??结论与意义：??
该研究首次阐明JrLBD38-1通过GA信号通路参与核桃抗病响应，拓展了LBD家族在植物-病原互作中的功能认知。发现GA动态变化与抗病基因表达协同调控，为利用激素工程改良核桃抗病性提供新策略。未来可进一步探究ABA、SA等激素与LBD网络的交叉调控机制。