解析马铃薯MAPKK蛋白的病害抗性
马铃薯（Solanum tuberosum L.）是我国重要的蔬菜作物，其营养价值高、适应性强、产量大，在我国农业生产中占据重要地位。马铃薯晚疫病、青枯病和灰霉病严重威胁马铃薯的可持续生产。而病害防控目前仍是马铃薯生产上的瓶颈问题，因此加速培育具有广谱抗病性的品种对于绿色高效地防控马铃薯病害意义重大。对抗性相关基因的研究可以为抗病育种提供可用基因资源，从而加速抗性品种的选育。
丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase, MAPK）级联反应在响应植物生物和非生物胁迫中发挥着非常重要的作用(Pitzschke et al., 2009； Rodriguez et al., 2010)。
近日，Horticulture Research在线发表了西北农林科技大学园艺学院杜羽课题组题为“The role of the MAP kinase−kinase protein StMKK1 in potato immunity to different pathogens”的研究论文。该研究揭示了StMKK1通过负调控PTI(PAMP-triggered immunity)反应以及水杨酸(Salicylic acid, SA)信号通路，从而在马铃薯对不同病原菌的防御中发挥双重功能。
该研究获得了3个过表达StMKK1马铃薯转基因株系和3个沉默StMKK1马铃薯转基因株系，与野生型Desiree 相比，过表达和沉默转基因株系的生长表型没有明显变化；致病疫霉菌（Phytophthora infestans）（半活体营养型病原菌）、青枯菌（Ralstonia solanacearum）（活体营养型病原菌）和灰霉菌（Botrytis cinerea）（死体营养型病原菌）接菌试验表明StMKK1负调控马铃薯对致病疫霉菌和青枯菌的抗性，正调控马铃薯对灰霉菌的抗性。
Fig.1: StMKK1 negatively regulates potato resistance to P. infestans.
此外，为了进一步揭示StMKK1调控植物免疫的机理，作者检测了StMKK1对于马铃薯PTI反应以及SA通路标志基因表达的影响，研究发现StMKK1能够抑制马铃薯PTI标志基因StFRK1、StWRKY7的表达以及flg22诱导的活性氧迸发，同时抑制SA通路标志基因PR1、PR2、PR5、ICS1的表达，表明马铃薯StMKK1通过抑制PTI反应和SA信号通路调控马铃薯对不同病原菌的抗性，该研究结果为StMKK1在抗病分子育种中的实际应用提供了理论指导。
Fig. 4: StMKK1 suppresses the plant PTI responses.
西北农林科技大学园艺学院杜羽副教授和李婷婷博士为论文的共同通讯作者，博士研究生陈小康和硕士研究生王文斌为共同第一作者，课题组的其他研究生也参与了研究。该研究得到国家自然科学基金(31701770, 32072401)、中国博士后科研基金(2019T120956, 2016M600818)、陕西省博士后科研基金(2017BSHYDZZ63)、西北农林科技大学青年英才培育计划(2452018028 , 2452017069)等项目资助。
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