近日，BMCPlant Biology在线发表了四川师范大学生命科学学院曾子贤团队和成都市农林科学院陈涛团队合作的题为“Cytokinin-mediated enhancement of potato growth and yield by Verticillium Dahliae effector VDAL under low temperature stress”的研究论文。该研究发现VDAL 可以促进马铃薯块茎发芽，对地上和地下组织的发育也具有促进作用。在温室和多年多点田间试验中，验证了VDAL对块茎的增产作用，产量常规增幅为5.06%-13.31%，最高提产为18.97%。此外，VDAL可以促进低温（倒春寒）环境下块茎发芽和提产。通过转录组和内源性激素检测，筛选并验证出细胞分裂素参与了 VDAL 对马铃薯生长和产量的促进作用。大丽轮枝菌 Aspf2 样蛋白 （VDAL） 是由大丽轮枝菌分泌的效应子，大丽轮枝菌是一种土壤传播的半生物营养型真菌病原体，可在多种农业重要植物（如棉花和马铃薯）中引起黄萎病 (Zhu et al, 2023; Li et al, 2019)。然而，VDAL 在拟南芥和棉花中的异位表达可以通过与植物 U-box 25 （PUB25） 和 PUB26 与转录因子 MYB6 的竞争性结合，显著提高对大丽轮枝菌感染的抗性，从而增强对黄萎病的抗性，但不影响植物正常发育 (Ma et al, 2021)。此外，施加适宜浓度的 VDAL 不仅可以增强多种作物物种（如水稻和小麦）对非生物胁迫的耐受性，还可以促进植物的生长和产量 (Zhang et al, 2020; Wang et al, 2020)。然而，VDAL 对这些方面的促进作用在无性繁殖物种（包括马铃薯）中鲜有报道，并且参与该过程的分子调控网络仍不完全清楚。在这项研究中，使用多个不同熟期的栽培品种进行了温室试验和田间试验。研究发现 VDAL 对块茎发芽、匍匐茎发育、总产量和其他农艺性状具有促进作用。转录组学分析和内源性植物激素检测显示，植物激素，特别是细胞分裂素，在响应 VDAL 促进的生长过程中发挥重要作用，并且在低温胁迫下，细胞分裂素介导的促进作用更明显。该研究由四川师范大学生命科学学院曾子贤团队和成都市农林科学院陈涛团队合作完成。淳俊副研究员和万敏硕士为论文共同第一作者。曾子贤教授和陈涛研究员为共同通讯作者。这项工作得到了国家自然科学基金、四川省“十四五”薯类育种攻关项目、四川薯类创新团队和国家马铃薯产业技术体系的资助。 曾子贤团队简介：团队主要以西南特色作物马铃薯、青稞为研究对象，以多组学为研究手段，从事重要功能基因克隆及其顺式调控元件鉴定、应用以及表观调控，揭示作物生长发育及非生物胁迫的分子应答机制，着力实现以顺式调控元件为靶点的精准分子设计育种。陈涛团队简介：团队主要从事马铃薯新品种选育、良种繁育和绿色高效栽培技术研究、示范与推广，同时拥有成熟的植物茎尖脱毒技术，可进行多种作物的组培快繁。 参考文献：Zhu Y, et al. Interactions between Verticillium Dahliae and cotton: patho genic mechanism and cotton resistance mechanism to Verticillium Wilt. Front Plant Sci. 2023;14:1174281.Li H, et al. Assessment of resistance in potato cultivars to Verticillium wilt caused by Verticillium Dahliae and Verticillium nonalfalfae. Plant Dis. 2019;103(6):1357–62.Ma A, et al. Verticillium Dahliae effector VDAL protects MYB6 from degradation by interacting with PUB25 and PUB26 E3 ligases to enhance Verticillium wilt resistance. Plant Cell. 2021;33(12):3675–99.Zhang D, et al. 新型植物免疫激活蛋白维大力 (VDAL) 对小麦抗逆及产量的影响. Bull Agricultural Sci Technol. 2020;10:86–9.Wang Y-j, et al. Functional analysis of verticillium dahliae asp f2-like protein (VDAL) in Fungal Pathogen Resistance and Yield Improvement in Oryza sativa. J Agric Biotechnol. 2020;28(12):2091–107.
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