撰稿：姜文婷 核稿：陈国梁

近日，我院王延峰教授和党峰峰博士与合作者在园艺领域的权威期刊Horticulture Research杂志（中科院一区TOP，中国科技期刊卓越行动计划领军类期刊）发表了题为“SlWRKY30 and SlWRKY81 synergistically modulate tomato immunity to Ralstonia solanacearum by directly regulating SlPR-STH2”的研究论文，揭示了“SlWRKY30-SlWRKY81”模块通过协同激活病原菌相关蛋白SlPR-STH2的表达提高番茄青枯病抗性的分子机制。我院王延峰教授、福建农林大学何水林教授和聊城大学丁飞副教授为本文共同通讯作者，党峰峰博士和福建农林大学的林金辉博士为本文共同第一作者。

番茄（Solanum lycopersicum）在世界各地广泛栽培，是具有重要经济价值的水果和蔬菜兼用作物。由劳尔氏菌（Ralstonia solanacearum）引起的青枯病是番茄上最重要的病害，目前尚没有有效的治理手段，堪称番茄“癌症”，常常导致大面积死苗而严重影响产量和生产效益。揭示抗青枯病机制从而开展番茄抗青枯病遗传改良被认为是生产上解决番茄青枯病问题的最有效手段。然而，目前人们对番茄抗青枯病机制的认识还十分有限。

植物应答病原菌的防御反应在很大程度上受到转录水平的调节，各种转录因子在其中起十分重要的调节作用。WRKY蛋白是植物中最大的TF家族之一，其成员包含至少一个保守的WRKY结构域，通过与靶基因启动子区域中的W-box [(C/T)TGAC(C/T)]结合，直接激活或抑制靶基因的表达，从而正或负调控植物的免疫反应。一些WRKY TFs通过改变其转录或与其它WRKY成员通过转录水平或蛋白水平上的互作构成WRKY-WRKY调控网络，以实现对植物免疫快速而有效地激活。然而，WRKY TF如何互作调控番茄抗青枯病尚不清楚。

该研究通过分析番茄WRKY第三亚家族成员SlWRKY30、SlWRKY41、SlWRKY52、SlWRKY53、SlWRKY54、SlWRKY59、SlWRKY80和SlWRKY81在青枯菌侵染和外源水杨酸（salicylic acid，SA）处理后的表达变化，发现青枯菌侵染和外源SA处理显著诱导了SlWRKY30的表达，转录激活活性和亚细胞定位分析发现SlWRKY30具有转录激活活性且定位于细胞核。随后，该研究通过对SlWRKY30过量表达番茄株系（OE6和OE8）、沉默株系（TRV:Slwrky30）和对照株系的青枯菌侵染后的抗性分析、DAB和Tryblue染色发现，SlWRKY30正调控了番茄对青枯病的抗性。RNA-seq和RT-qPCR分析发现，青枯菌侵染后SlWRKY30上调一组病程相关蛋白SlPR-STH2a、SlPR-STH2b、SlPR-STH2c和SlPR-STH2d （随后称SlPR-STH2）的表达，且他们氨基酸序列同源性超过70%。先前研究表明，病原菌侵染可以强烈诱导SlPR-STH2基因的表达以及不同物种中SlPR-STH2蛋白具有较高的保守性。进一步，双荧光素报告系统和EMSA结果表明，SlWRKY30通过直接与启动子中的W-box结合来激活SlPR-STH2的表达。上述这些研究结果表明SlWRKY30通过直接激活SlPR-STH2的表达增强了番茄对青枯病的抗性。

该研究进一步通过分子生物学和生化实验证实，SlWRKY30与SlWRKY Ⅲ亚族成员SlWRKY81存在蛋白质相互作用。此外，SlWRKY81的沉默降低了番茄对青枯病抗性，且SlWRKY81通过直接与启动子中的W-box结合来激活SlPR-STH2的表达。最后，通过烟草瞬间表达系统和EMSA证实了SlWRKY30与SlWRKY81通过蛋白互作进协同激活了相关蛋白SlPR-STH2的表达综述所述，SlWRKY30和SlWRKY81通过协同激活SlPR-STH2的表达提高了番茄对青枯病的抗性。

此研究结果不仅为阐明番茄和其它茄科植物抗青枯病的分子机制提供了新思路和理论基础，同时也为提高番茄对青枯病的抗性育种提供重要的理论依据和基因资源，推动相关基础研究成果走向育种应用。

图：SlWRKY30和SlWRKY81协同提高番茄青枯病抗性的模式图

论文来源的在线网址（https://doi.org/10.1093/hr/uhad050）。