《Frontiers in Plant Science》:Functional characterization of HbRAR1 in Hevea brasiliensis reveals its role in the HSP90–SGT1–RAR1 complex during hypersensitive response
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本文首次在巴西橡胶树中系统解析了HbRAR1通过CHORD结构域与HbHSP90.1(HATPase结构域)和HbSGT1b(CS结构域)形成三元分子伴侣复合体的分子机制。研究证实该复合体通过直接互作调控NLR免疫受体HbCNL4的稳定性,显著增强病原侵染引发的过敏性反应(HR),为木本植物抗病育种提供了新型遗传靶点。
引言
白粉病(Erysiphe quercicola)是中国橡胶树种植区最具破坏性的叶部病害,严重感染可导致产量损失高达45%。本研究通过鉴定两个RAR1同源基因(HbRAR1-1和HbRAR1-2),系统解析了保守的HSP90–SGT1–RAR1分子复合体在橡胶树免疫应答中的调控机制。
方法
以橡胶树品种'热研73397'为材料,采用酵母双杂交(Y2H)和双分子荧光互补(BiFC)技术验证蛋白互作关系。通过亚细胞定位、瞬时过表达和电解质渗漏实验,分析HbRAR1在烟草中的细胞死亡诱导功能。
结果
- 1.
基因特征分析显示HbRAR1-1(218个氨基酸)和HbRAR1-2(216个氨基酸)均含有典型CHORD-I/II结构域,与木薯MeRAR1同源性最高(86.70%-93.52%)。白粉菌侵染36小时后基因表达达峰值,在茎部组织中表达量最高。
- 2.
亚细胞定位表明HbRAR1蛋白同时分布于细胞核和细胞质。Y2H和BiFC实验证实HbRAR1通过CHORD结构域与HbHSP90.1的HATPase结构域、HbSGT1b的CS结构域直接互作,形成三元复合体。
- 3.
互作网络分析发现HbHSP90.1和HbSGT1b均能与NLR免疫受体HbCNL4结合。在烟草中共表达HbCNL4与HSP90–SGT1–RAR1三元复合体,可显著增强过敏性反应相关的电解质渗漏(P<0.001),而单独组分无协同效应。
讨论
本研究首次在橡胶树中证实HSP90–SGT1–RAR1复合体通过调控HbCNL4稳定性参与免疫信号传导。与拟南芥等模式植物不同,HbRAR1的双CHORD结构域均参与互作,提示木本植物中分子伴侣机制存在特异性进化。该发现为解析NLR受体激活机制提供了新视角,对培育抗白粉病橡胶树品种具有重要实践价值。