解析馬鈴薯MAPKK蛋白的病害抗性

　　馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是我國重要的蔬菜作物，其營養價值高、適應性強、產量大，在我國農業生產中占據重要地位。馬鈴薯晚疫病、青枯病和灰霉病嚴重威脅馬鈴薯的可持續生產。而病害防控目前仍是馬鈴薯生產上的瓶頸問題，因此加速培育具有廣譜抗病性的品種對于綠色高效地防控馬鈴薯病害意義重大。對抗性相關基因的研究可以為抗病育種提供可用基因資源，從而加速抗性品種的選育。

　　絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase, MAPK）級聯反應在響應植物生物和非生物脅迫中發揮著非常重要的作用(Pitzschke et al., 2009； Rodriguez et al., 2010)。

　　近日，Horticulture Research在線發表了西北農林科技大學園藝學院杜羽課題組題為“The role of the MAP kinase?kinase protein StMKK1 in potato immunity to different pathogens”的研究論文。該研究揭示了StMKK1通過負調控PTI(PAMP-triggered immunity)反應以及水楊酸(Salicylic acid, SA)信號通路，從而在馬鈴薯對不同病原菌的防御中發揮雙重功能。

　　該研究獲得了3個過表達StMKK1馬鈴薯轉基因株系和3個沉默StMKK1馬鈴薯轉基因株系，與野生型Desiree 相比，過表達和沉默轉基因株系的生長表型沒有明顯變化；致病疫霉菌（Phytophthora infestans）（半活體營養型病原菌）、青枯菌（Ralstonia solanacearum）（活體營養型病原菌）和灰霉菌（Botrytis cinerea）（死體營養型病原菌）接菌試驗表明StMKK1負調控馬鈴薯對致病疫霉菌和青枯菌的抗性，正調控馬鈴薯對灰霉菌的抗性。

　　Fig.1: StMKK1 negatively regulates potato resistance to P. infestans.

　　此外，為了進一步揭示StMKK1調控植物免疫的機理，作者檢測了StMKK1對于馬鈴薯PTI反應以及SA通路標志基因表達的影響，研究發現StMKK1能夠抑制馬鈴薯PTI標志基因StFRK1、StWRKY7的表達以及flg22誘導的活性氧迸發，同時抑制SA通路標志基因PR1、PR2、PR5、ICS1的表達，表明馬鈴薯StMKK1通過抑制PTI反應和SA信號通路調控馬鈴薯對不同病原菌的抗性，該研究結果為StMKK1在抗病分子育種中的實際應用提供了理論指導。

　　Fig. 4: StMKK1 suppresses the plant PTI responses.

　　西北農林科技大學園藝學院杜羽副教授和李婷婷博士為論文的共同通訊作者，博士研究生陳小康和碩士研究生王文斌為共同第一作者，課題組的其他研究生也參與了研究。該研究得到國家自然科學基金(31701770, 32072401)、中國博士后科研基金(2019T120956, 2016M600818)、陜西省博士后科研基金(2017BSHYDZZ63)、西北農林科技大學青年英才培育計劃(2452018028 , 2452017069)等項目資助。