中國農(nóng)業(yè)大學(xué)與河北農(nóng)大等高校在Plant Physiology and Biochemistry發(fā)表“Epigallocatechin-3-gallate enhances tomato resistance to tobacco mosaic virus by modulating RBOH1-dependent H2O2 signaling”

表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)是一種黃酮型次生代謝物，能選擇性地提高植物對病原菌的防御能力，但EGCG在植物抗TMV中的作用及其機制尚不清楚。在本研究中，外源EGCG提高了植株對TMV的抗性，表現(xiàn)為顯著降低了番茄葉片中TMV-外殼蛋白(CP)的轉(zhuǎn)錄水平。

EGCG預(yù)處理對煙草花葉病毒(TMV)抗性的影響

番茄葉片H2O2濃度的時間進程表明，接種TMV后迅速增加了H2O2的積累，在接種后3d(Dpi)達到峰值，直到6dpi才保持最高水平。

EGCG預(yù)處理和接種TMV對番茄葉片H2O2積累的影響

EGCG和TMV聯(lián)合處理顯著降低了3和6dpi的H2O2濃度。同時，EGCG和TMV均能顯著提高呼吸爆發(fā)氧化酶同源基因1(SlRBOH1)的轉(zhuǎn)錄水平，但EGCG和TMV聯(lián)合處理與單獨接種TMV相比，使SLRBOH1的轉(zhuǎn)錄水平進一步上調(diào)。

EGCG預(yù)處理和TMV接種對H2O2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響

結(jié)果表明，EGCG和TMV聯(lián)合接種顯著提高了SLRBOH1的轉(zhuǎn)錄水平，但與單獨接種TMV的植株相比，EGCG和TMV聯(lián)合處理使SLRBOH1的轉(zhuǎn)錄水平進一步上調(diào)。

EGCG、H2O2和H2O2清除劑對番茄葉片TMV-CP表達的影響。接種TMV前6h用EGCG和H2O2清除劑DMTU和DPI預(yù)處理番茄葉片。

化學(xué)清除H2O2或沉默SlRBOH1均可抑制EGCG誘導(dǎo)的煙草花葉病毒抗性增強。

此外，EGCG誘導(dǎo)的抗氧化酶活性的升高可被SlRBOH1沉默所消除，

RBOH1沉默對EGCG誘導(dǎo)番茄對TMV抗性的影響

RBOH1沉默對EGCG誘導(dǎo)的番茄TMV侵染后抗氧化酶活性的影響

這表明EGCG通過依賴RBOH1的H2O2信號增強了抗氧化酶活性，從而增強了對TMV的防御。

表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)通過呼吸爆發(fā)氧化酶(RBOH1)依賴的活性氧(ROS)信號誘導(dǎo)番茄對煙草花葉病毒(TMV)抗性增強的工作模型

綜上所述，我們的結(jié)果表明EGCG通過RBOH1在ROS信號和ROS清除之間維持了微妙的平衡，從而增強了番茄對TMV的抗性。

在本研究中，接種TMV后ROS積累量增加，而EGCG處理顯著降低了ROS濃度，這與病毒積累量減少密切相關(guān)。另一方面，ROS的化學(xué)清除加重了病毒的侵染，削弱了EGCG誘導(dǎo)的病毒積累，表明其在清除ROS和植物對TMV的防御反應(yīng)中具有雙重作用。EGCG很可能通過RBOH1導(dǎo)致ROS積累適度增加，RBOH1是激活抗氧化酶的信號，最終有助于清除TMV感染產(chǎn)生的高水平ROS。

在許多情況下，內(nèi)源性操作和外源性應(yīng)用代謝物的效果可能完全不同。因此，EGCG的遺傳操作在植物抗TMV中的潛在作用有待于進一步研究?？紤]到抗病毒番茄品種成本高、利用率低，以及傳統(tǒng)的病毒防治策略存在的危害，EGCG可被認為是一種很有前途的植物源化合物，可以用來對煙草花葉病毒進行生態(tài)友好的防治。

文章具體信息：Plant Physiology and Biochemistry?(?IF?3.720?)?Pub Date?:?2020-03-07?, DOI:?10.1016/j.plaphy.2020.03.008?

Xue-Ning Zhang; Yang-Wen-Ke Liao; Xiao-Rong Wang; Lan Zhang; Golam Jalal Ahammed; Qing-Yun Li; Xin Li