《Journal of Biological Engineering》：GhLYK5-mediated GhNIT4B activates asparagine and ROS accumulation enhancing cotton Verticillium wilt resistance
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棉花尖孢镰刀菌萎蔫病中GhLYK5通过调控天冬酰胺代谢和抗氧化系统影响抗病性，其与GhNIT4B的膜定位互作是免疫信号关键节点。
摘要
立枯病是由土壤传播的真菌Verticillium dahliae引起的破坏性病害，会显著降低棉花的产量和纤维质量。赖氨酸基序（LysM）受体样激酶（LYKs）属于植物模式识别受体的一种，对于感知病原体产生的分子并激活免疫反应至关重要。本研究发现，在V. dahliae感染后，棉花中编码LYK蛋白的基因GhLYK5的转录迅速上调。通过病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术抑制GhLYK5会增强棉花对V. dahliae的敏感性，而在拟南芥中异源过表达GhLYK5则能提高其抗性。RNA-seq分析表明，GhLYK5的沉默会下调与防御相关的基因并改变次级代谢途径的表达。通过酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）、荧光素酶互补成像（LCI）和共免疫沉淀（Co-IP）实验，我们证实GhLYK5与硝化酶GhNIT4B之间存在物理相互作用，这两种蛋白均定位于质膜上。沉默GhNIT4B可减少天冬酰胺的积累，降低活性氧（H2O2、NO）的水平，抑制防御基因的表达，并增加棉花对V. dahliae的敏感性，这表明GhNIT4B具有正向的免疫调节作用。此外，外源天冬酰胺通过激活防御基因（GhBAK1、GhNPR1、GhPR1、GhLac1）的表达，显著抑制了V. dahliae的感染。我们的研究结果确定了GhLYK5-GhNIT4B模块是棉花免疫反应中的关键信号节点，并为提高陆地棉对立枯病的抗性提供了遗传靶点。
立枯病是由土壤传播的真菌Verticillium dahliae引起的破坏性病害，会显著降低棉花的产量和纤维质量。赖氨酸基序（LysM）受体样激酶（LYKs）属于植物模式识别受体的一种，对于感知病原体产生的分子并激活免疫反应至关重要。本研究发现，在V. dahliae感染后，棉花中编码LYK蛋白的基因GhLYK5的转录迅速上调。通过病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术抑制GhLYK5会增强棉花对V. dahliae的敏感性，而在拟南芥中异源过表达GhLYK5则能提高其抗性。RNA-seq分析表明，GhLYK5的沉默会下调与防御相关的基因并改变次级代谢途径的表达。通过酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）、荧光素酶互补成像（LCI）和共免疫沉淀（Co-IP）实验，我们证实GhLYK5与硝化酶GhNIT4B之间存在物理相互作用，这两种蛋白均定位于质膜上。沉默GhNIT4B可减少天冬酰胺的积累，降低活性氧（H2O2、NO）的水平，抑制防御基因的表达，并增加棉花对V. dahliae的敏感性，这表明GhNIT4B具有正向的免疫调节作用。此外，外源天冬酰胺通过激活防御基因（GhBAK1、GhNPR1、GhPR1、GhLac1）的表达，显著抑制了V. dahliae的感染。我们的研究结果确定了GhLYK5-GhNIT4B模块是棉花免疫反应中的关键信号节点，并为提高陆地棉对立枯病的抗性提供了遗传靶点。
