本网讯 近日,《Journal of Experimental Botany》在线刊发我校园艺学院孙俊教授团队题为 A bacterial effector SJP3 induces leaf-like sepal formation by hijacking SHORT VEGETATIVE PHASE in plants 的研究论文。
枣(Ziziphus jujuba)是鼠李科(Rhamnaceae)中经济价值最高的果树之一,易感染植原体引起的枣疯病。枣病株花器官退化成叶状结构,致使生殖生长障碍。课题组前期研究表明,枣植原体效应因子SJP3与MADS-box蛋白SHORT VEGETATIVE PHASE 3(ZjSVP3)相互作用并使其稳定表达,导致雌蕊退化(Plant physiology, 2024)。然而,植原体是如何利用枣SVP家族成员诱导花器官叶化以及该叶化结构的形成是否利于植原体进一步定殖尚未可知。
本研究进一步证实,效应因子SJP3通过在多个层面激活ZjSVP1–ZjSVP3复合物,继而诱导萼片叶化。在这一系列级联事件中,SJP3介导的ZjAP1和ZjSEP3降解促进了ZjSVP1的表达。此外,miRNA396c–ZjSVP1通路是SJP3抑制miRNA396c并上调ZjSVP1表达的一种保守机制。虽然ZjSVP3逃脱了ZjAP1、ZjSEP3和miRNA396c的调控,但有趣的是,SJP3利用了这种“逃逸”并诱导ZjSVP3积累,从而导致ZjSVP1及其自身表达的持续激活。ZjSVP3与ZjSVP1相互作用形成异源二聚体。SJP3直接靶向ZjSVP1–ZjSVP3复合物,诱导含有SVP结合基序的基因(如ZjGATL1和ZjLAC17)错误表达,这些基因促进了花器官向叶状结构的转化,进而扩大了枣植原体的组织间传播和定殖。这些结果揭示了效应蛋白SJP3劫持花抑制因子ZjSVP1和ZjSVP3以诱导多年生木本植物物种中萼片叶化的分子机制。

图1 植原体诱导枣花器官叶化并促进其定殖

图2 植原体效应因子SJP3与ZjSVP1互作并增强其蛋白稳定性

图3效应因子SJP3激活叶化相关差异基因表达

图4 效应因子SJP3通过劫持枣ZjSVP1-ZjSVP3蛋白复合物促进花器官叶化的工作模型
安徽农业大学为第一完成单位。园艺学院青年教师马福利、博士研究生邓明晟(现入职安徽省农业科学院园艺研究所)、已毕业硕士研究生钟欣悦(现为南京农业大学博士研究生)以及翟力平为论文共同第一作者,安徽农业大学园艺学院孙俊教授和安徽省农业科学院园艺研究所孙其宝研究员为通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金项目、安徽省自然科学基金面上项目以及安徽省重点研发项目资助。(文图:马福利 )
文章链接:https://doi.org/10.1093/jxb/erag419