农学院胡晋团队发现低温通过乙烯和水杨酸拮抗增强植物免疫

2019年11月10日，浙江大学农学院作物科学研究所胡晋教授团队与康奈尔大学华健教授合作在《Plant Physiology》发表了题为“Low temperature enhances plant immunity via salicylic acid pathway genes that are repressed by ethylene”的研究论文。该论文报道了低温通过水杨酸途径增强植物免疫（图1）。论文阐述了在低温下，水杨酸与植物免疫相关基因形成调控环路共同增强植物免疫力，同时乙烯信号受体直接抑制水杨酸通路基因表达拮抗水杨酸信号。

图1  低温增强植物免疫的示意图

温度是对植物免疫影响较大的环境因素之一，低温对植物激素与免疫反应之间关系的影响尚不明确。低温（16℃）下植物对丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae pathovar tomato, Pst ）抗性增强。低温没有明显抑制Pst的生长和毒力，而是通过增强植物本身的免疫力提高对Pst的抗性。与野生型相比，水杨酸（SA）合成突变体（sid2）和信号传导突变体（pad4）在低温下的免疫力下降；并且冷驯化调控因子（C-repeat binding factor, CBF）对低温下植物免疫力没有影响。因此，SA是介导低温下植物免疫力增强的主要原因。乙烯通过受体EIN3（Ethylene Insensitive 3）直接调控SA合成和信号传导途径中基因表达。常温条件下，乙烯主要通过抑制SID2 （SALICYLIC ACID-INDUCTION DEFICIENT 2）减少SA的合成；而低温条件下，通过SID2，SID1和ICS2（ISOCHORISMATE SYNTHASE 2）拮抗SA的信号。

另外，植物免疫相关基因NLR（nucleotide-binding leucine-rich repeat）的激活可以诱导SA的合成，同时SA可以诱导一些NLR基因的表达。SA和NLR形成一个正反馈调控环路共同调控植物免疫力。

论文第一单位为浙江大学，第二单位是康奈尔大学。作物所博士后利站为第一作者，关亚静副教授和华健教授为共同通讯作者，潘荣辉研究员和胡晋教授为共同作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

详情请见原文：https://doi.org/10.1104/pp.19.01130

                                              （作物所供稿）

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