IVScope 7200植物活體成像系統助力大豆對胞囊線蟲的感病性研究
大豆胞囊線蟲（Heterodera glycines，SCN）是嚴重影響大豆產量的植物寄生性線蟲，每年造成巨大經濟損失。光信號是影響光形態建成和碳水化合物代謝的關鍵環境因素。GmSTF3/4 是大豆中類似于擬南芥HY5的轉錄因子，參與光信號傳導和根瘤形成。然而，在病原體誘導的脅迫下，其轉錄調控機制尚不清楚。
近日，《Plant Biotechnology Journal》雜志在線發表了由沈陽農大朱曉峰教授團隊和南開大學玄元虎教授團隊合作撰寫的論文“Light-signaling regulators GmSTF3/4 enhance soybean susceptibility to cyst nematodes via activation of sugar transporters”。研究以光信號通路中從莖到根的可移動蛋白GmSTF3/4為研究對象，探究其在胞囊線蟲侵染過程中的生物學功能及調控機制。
研究調查了SCN感染期間大豆中TGACG-基序結合因子 3/4 (GmSTF3/4) 的生物學功能及其調控機制。研究人員使用SCN侵染大豆，并通過qPCR、蛋白質印跡、熒光顯微鏡、酵母雙雜交、雙熒光素酶報告基因、共免疫沉淀和亞細胞定位等技術分析了GmSTF3/4 的表達模式、亞細胞定位、與其他蛋白的相互作用以及下游靶基因。
研究結果顯示，光照條件下，大豆對SCN的敏感性增強，這可能是由于 SCN 感染誘導了光信號通路相關基因的表達，從而促進了 GmSTF3/4 從地上部轉運到根部。GmSTF3/4 作為光信號通路中的下游蛋白，結合到多個糖轉運蛋白基因的啟動子，激活其轉錄，促進蔗糖等糖分的轉運，為SCN提供營養，促進其發育。其中，糖轉運蛋白GmSWEET10b具有蔗糖和己糖轉運活性，其表達上調促進SCN感染和發育。另一方面，GmCOP1a與GmSTF3/4相互作用，并介導其降解，從而抑制SCN感染和發育。
研究中使用IVScope 7200植物活體成像系統進行雙熒光素酶報告基因 (DLR) 實驗，以驗證GmSTF3/4對糖轉運蛋白基因啟動子的轉錄激活作用。結果表明，與空載體對照組相比，與 GmSTF3/4 共表達的報告基因啟動子的熒光信號強度顯著增強，這表明 GmSTF3/4 能夠激活目標糖轉運蛋白基因啟動子的轉錄活性。
本研究證實了光信號增強大豆對胞囊線蟲的易感性，并闡明了GmSTF3/4 介導的信號傳導途徑在胞囊線蟲致病性中的作用。由GmSTF3/4直接激活的糖轉運蛋白基因促進了線蟲的發育。這些發現強調了GmSTF3/4-糖轉運蛋白信號傳導模塊在促進線蟲發育進程中的重要性，對提高大豆對胞囊線蟲的抗性，具有重要的應用前景。
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植物活體成像
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