小麦白粉菌抗性表观遗传调控机制研究取得新进展
作者： 审稿人：小麦研究所 时间： 2018-09-11 点击次数：次
我所与中国农业科学院作物科学研究所开展合作研究，利用测序的小麦D基因组供体种粗山羊草，研究了其与白粉菌互作过程中DNA甲基化调控机制。该工作通过粗山羊草改变其全基因组甲基化水平来响应白粉菌侵染的研究，揭示了DNA甲基化参与调控活体寄生类真菌抗病应答的新机制，及其在小麦中的保守性。相关成果于9月7日在线发表在国际植物学主流杂志《New Phytologist》 （2018 IF=7.443）上。
尽管DNA甲基化与去甲基化的动态变化参与植物免疫反应，但在温带草类植物（包括小麦、大麦、短柄草等）中，关于其在植物与真菌互作过程中的作用机制还鲜有报道。通过对白粉菌侵染后粗山羊草全基因组DNA甲基化程度的评估，发现白粉菌侵染后CHH甲基化程度降低，并伴随转座子附近基因上AGO4a结合的24-nt siRNA大量减少。这些基因主要富集为胁迫应答，包括受体激酶、过氧化物酶和致菌相关基因。为证明上述分析的结果，我们通过病毒诱导基因沉默(VIGS)主要负责CHH甲基化的甲基化重组酶2 (DRM2)，发现DRM2下降增强了植物对白粉菌的抗病性。进一步对其中一个富集基因PR2进行分析，发现植物可能通过降低该基因的CHH甲基化水平参与白粉菌防御反应。这一工作表明，DNA甲基化的动态变化能够参与植物复杂的免疫反应过程，对提高小麦抗病性具有指导意义。
中国农业科学院作物科学研究所耿帅锋助理研究员和四川农业大学小麦所孔星辰博士为本文共同第一作者，作物科学研究所毛龙研究员、李爱丽研究员和小麦所兰秀锦研究员为共同通讯作者。
相关链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.15432
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