脯氨酸脱氢酶基因 TaProDH1 正向调控小麦条锈病抗性

《Journal of Fungi》：Proline Dehydrogenase Gene TaProDH1 Positively Regulates Wheat Resistance to Stripe Rust Disease

　　

摘要

脯氨酸脱氢酶（ProDH）是脯氨酸代谢循环中的限速酶，在植物胁迫响应和病害抗性中起重要作用。然而，ProDH1 在小麦 -Puccinia striiformis f. sp. tritici（Pst）互作中的功能和机制仍知之甚少。在本研究中，一个小麦脯氨酸脱氢酶基因 TaProDH1 被条锈病诱导。qRT-PCR 分析显示，TaProDH1 的转录水平在感染早期显著增加。TaProDH1 在 Nicotiana benthamiana（本氏烟）叶片中的瞬时表达表明，TaProDH1 增加了叶片中脯氨酸的含量并诱导活性氧的积累。通过大麦条纹花叶病毒（BSMV）诱导的基因沉默（VIGS）系统沉默 TaProDH1 导致小麦对 Pst 无毒小种 CYR23 的抗性受损，植物体内脯氨酸含量显著增加，并增加了病原菌的菌丝生长和孢子形成。此外，通过酵母单杂交（Y₁H）和双荧光素酶报告系统证实，转录因子 TaMYB30 可以通过结合到 TaProDH1 启动子区域来激活其转录活性。总之，TaProDH1 基因是小麦条锈病抗性的正向调节因子。它被上游转录因子 TaMYB30 激活并加速脯氨酸代谢过程，这有助于增强小麦对条锈病的抗性。