BLISTER基因通过调控拟南芥（Arabidopsis thaliana）中由SA（SA信号分子）介导的信号通路，起到抑制免疫系统对Pst DC3000病原体的反应的作用

《Plant Science》：BLISTER functions as a negative regulator of immune responses to Pst DC3000 by manipulating SA-mediate signal pathway in Arabidopsis thaliana

BLI蛋白负调控SA介导的植物抗病机制研究揭示其通过增强ABF4与NAC转录因子互作抑制SA积累，为植物免疫网络调控提供新视角。

　　

作者：王舒|辛欣|翟婷婷|彭伟豪|刘一博|李翔|张杰道|张淑新|杨伟

中国山东省农业大学生命科学学院小麦改良国家重点实验室，泰安271018

摘要

BLISTER（BLI）是一种具有多种功能特性的植物特异性蛋白质，其在Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000（Pst DC3000）致病过程中的作用尚不清楚。本研究证明，BLI在Arabidopsis thaliana中作为对抗Pst DC3000的免疫反应的负调控因子。遗传分析显示，bli-1功能缺失突变体表现出显著增强的抗病性，而BLI过表达株的抗病性则低于野生型植物。值得注意的是，Pst DC3000感染会诱导BLI蛋白的大量积累。机制研究揭示了BLI与水杨酸（SA）之间的相互调控关系：SA处理显著上调了BLI的mRNA表达，而BLI过表达则减弱了SA介导的防御反应。进一步的分子分析表明，BLI通过增强NAC转录因子ANAC019、ANAC055和ANAC072的转录活性来调节SA的稳态。这种调控作用似乎是通过与脱落酸响应元件结合因子ABF4的物理相互作用实现的。综上所述，我们的研究确立了BLI作为Pst DC3000抗性的关键负调控因子，其作用机制涉及SA信号通路，为理解植物-病原体相互作用的复杂调控网络提供了新的见解。

引言

植物始终面临着众多病原体的侵袭，这些病原体采用复杂的策略来侵入和定殖宿主。感染后，病原体能敏锐感知并响应环境信号，从而绕过宿主的防御机制，获取生存和繁殖所需的养分（Butcher等人，2011；Huot等人，2014；McCombe等人，2025）。然而，成功的病原体定殖相对罕见，这证明了植物识别和防御机制的卓越有效性（Glazebrook，2005；Spoel和Dong，2012；Birkenbihl等人，2012）。病原体根据其营养策略被广泛分类：坏死型病原体会杀死宿主细胞并以腐烂组织为食，而生物型病原体则维持宿主细胞的存活以支持其寄生生活（Glazebrook，2005；Pel和Pieterse，2013）。作为回应，植物进化出了特定的防御策略：它们触发程序性细胞死亡来对抗生物型病原体，从而限制病原体的传播；同时对抗坏死型病原体时保持细胞活力，防止组织过度损伤（Spoel等人，2007；Zheng等人，2019）。值得注意的是，包括Magnaporthe oryzae和Pseudomonas syringae在内的许多病原体采用半生物型生活方式，这种策略结合了坏死型和生物型的特征，从而高效地寄生宿主（Perfect和Green，2001；Ramirez-Prado等人，2019）。这些复杂的植物-病原体相互作用凸显了揭示病原体识别与激素介导的防御反应之间分子机制的紧迫性。

植物激素在协调植物免疫反应中起着核心作用，其中水杨酸（SA）被认为是抵御生物型病原体的关键调控因子（Zhang和Li，2019；Zhang等人，2025）。SA信号通路可触发系统获得性抗性（SAR），这是一种广谱防御机制，其特征是活性氧（ROS）的积累和致病相关（PR）基因的表达（Delaney等人，1994；Lawton等人，1995；Fu和Dong，2013；Qi等人，2021）。外源SA的应用进一步增强了这些防御反应，通过超敏反应（HR）介导的细胞死亡提高了植物对毒力强和毒力弱的病原体的抗性（Yalpani等人，1991；Vlot等人，2009；Kachroo等人，2020）。SA介导的转录重编程依赖于一个复杂的转录因子（TF）网络，其中NAC家族成员（包括ANAC019、ANAC055和ANAC072）发挥着关键的调控作用。这些NAC转录因子通过抑制ISOCHORISMATE SYNTHASE1 (ICS1)和SALICYLIC ACID/BENZOIC ACID CARBOXYL METHYLTRANSFERASE (BSMT1)的表达来抑制SA的生物合成（van Verk等人，2011；Zheng等人，2012；Chen等人，2003；Song等人，2009）。有趣的是，这些NAC转录因子本身受到脱落酸（ABA）响应因子ABF4的调控。这一发现表明SA和ABA信号通路之间存在潜在的相互作用，为植物免疫调控网络增加了复杂性（Yoshida等人，2010；Hickman等人，2013）。

BLISTER（BLI）是一种具有多种功能的独特植物特异性蛋白质。它与CURLY LEAF（CLF）有复杂的相互作用，在调节多梳组（Pc-G）靶基因的表达中起关键作用（Schatlowski等人，2010）。先前的研究还表明，BLI通过破坏内质网（ER）应激信号通路中的关键成分IRE1A的功能来负调控ER应激反应（Hong等人，2019）。除了在基因调控和ER应激反应中的作用外，BLI还与转录因子WRINKLED1（WRI1）相互作用，参与种子中的染色质动态和脂肪酸生物合成，从而表明其在代谢过程中的作用（Huang等人，2022）。此外，BLI对于液泡中可溶性蛋白质的运输和内吞质膜（PM）蛋白的回收至关重要，有助于维持细胞稳态（Li等人，2022）。它还参与暗环境下的发育过程——skotomorphogenesis，通过与GSK3样激酶BRASSINOSTEROID INSENSITIVE2（BIN2）和转录因子BRASSINAZOLE RESISTANT1（BZR1）的相互作用（Yang等人，2023）。最近的研究进一步表明，BLISTER通过多种途径参与Arabidopsis中的miRNA生物合成（Wang等人，2025）。尽管对BLI的功能多样性进行了广泛研究，但其参与植物抗病原体能力的机制仍不清楚，这为研究提供了新的方向。

总体而言，本研究确定BLI是SA介导的对抗Pst DC3000免疫的负调控因子。bli-1功能缺失突变体表现出增强的抗病性（叶绿素沉着减少和细菌数量减少），而BLI过表达株的防御能力受损。值得注意的是，在Pst DC3000感染期间，BLI蛋白的稳定性而非其转录水平升高，表明BLI在翻译后水平受到调控。机制研究表明，BLI通过激活ANAC019、ANAC055和ANAC072来抑制SA的积累，进而抑制ICS1。此外，BLI与ABF4有物理相互作用，可能有助于其招募到NAC转录因子启动子，这有助于我们理解植物免疫中的转录调控机制。通过阐明BLI-ABF4-NACs-ICS1调控轴，我们揭示了植物平衡防御反应和生长过程的新机制。该研究还强调了BLI作为依赖环境的调控因子的作用，能够通过蛋白质-蛋白质相互作用调节多种生物通路。未来的研究应重点探讨BLI的翻译后修饰及其对激素信号网络更广泛的影响，从而为培育具有更强抗病性的作物品种提供依据。

实验材料

本研究中使用的野生型Arabidopsis thaliana为Columbia-0（Col-0）。T-DNA插入株< />来自中国农业科学院作物科学研究所的孙家强博士。BLI过表达株OX1和OX17（35S::BLI-GFP）与之前的研究相同（Wang等人，2025）。所有种子均为纯合材料。Arabidopsis幼苗在长日照条件（16小时光照/8小时黑暗）下、20–22°C下生长。

载体构建

用于双荧光素酶（LUC）报告基因

BLI负调控植物对Pst DC3000的防御

鉴于BLI参与植物对非生物胁迫的反应（Kleinmanns等人，2017；Hong等人，2019），我们推测BLI也参与植物对病原体感染的防御。为此，我们评估了4周龄野生型（WT）、BLI过表达（BLI-OX）和< />突变体在Pst DC3000感染后的病害反应。接种后3天（dpi），受感染叶片上出现了明显的叶绿素沉着症状。值得注意的是，BLI-OX植株表现出更多的...

讨论

总体而言，我们的研究表明BLI是SA介导的对抗Pst DC3000防御的关键负调控因子。表型分析显示< />表现出增强的抗病性（叶绿素沉着减少和细菌繁殖减少），而BLI-OX株的免疫能力低于WT植株（图1）。在SA预处理下的进一步表型分析，结合WT、< />和BLI-OX株处理后的PR1mRNA水平，进一步证实了BLI会削弱SA诱导的...

结论

本研究阐明了植物特异性蛋白质BLISTER（BLI）在Arabidopsis thaliana中对Pst DC3000致病过程中的功能作用，解决了其在该背景下的长期功能不确定性。遗传分析证实，BLI作为对抗Pst DC3000的免疫反应的负调控因子：bli-1功能缺失突变体表现出增强的抗病性，而BLI过表达株的抗病性受损。值得注意的是，Pst DC3000感染会诱导...

CRediT作者贡献声明

张淑新：监督、资金获取。杨伟：写作 – 审稿与编辑、初稿撰写、监督、资源管理、项目管理、资金获取。李翔：实验研究。张杰道：实验研究。王舒：写作 – 审稿与编辑、初稿撰写、实验研究、数据分析。彭伟豪：实验研究。刘一博：实验研究。辛欣：实验研究、数据分析。翟婷婷：实验研究。

资助

本研究得到了山东省重点研发计划（2024TSGC0352）、国家自然科学基金（Y.W获得32272028，S.Z获得31970602）以及小麦改良国家重点实验室“811”项目（SKL81110）的资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢中国西南大学的杨阳博士在Real-Time PCR系统（Bio-Rad CFX384，美国）使用方面提供的专业帮助。