中國農大新聞網訊 近日，園藝學院任華中、劉興旺團隊在《前沿研究期刊》（Journal of Advanced Research）雜志在線發表論文《CsTM通過和CsTIP1;1相互作用改變多細胞表皮毛形態及增強蚜蟲抗性》（The CsTM alters multicellular trichome morphology and enhances resistance against aphid by interacting with CsTIP1;1 in cucumber），解析了黃瓜類受體激酶基因Trichome morphology （CsTM）調控表皮毛形態發育和抗蚜的分子機制。
植物表皮毛是植物地上部分的特化表皮細胞，是植物與環境之間的第一道屏障，在抵御生物和非生物脅迫中發揮著不可忽視的作用。黃瓜作為最為重要的園藝作物之一，其生產上經常遭受蚜蟲（Aphis gossypii Glover）等的為害，嚴重制約了黃瓜的生產力和產品質量安全。盡管已有大量報道認為表皮毛具有抗蚜能力，但迄今尚無證據表明控制表皮毛發育的基因直接參與植物對蚜蟲的抗性。
任華中/劉興旺團隊課題組發現近等基因系3541（mutant）和3542（WT）的表皮毛形態存在顯著差異，且突變體3541更易遭蚜蟲取食。利用體式顯微鏡和掃描電鏡詳細觀察了各部位的表皮毛形態特征。通過分析6102-7、3407和3542共計3種表皮毛正常材料為親本構建的BC1和F2群體，證實了該性狀是由單基因控制的隱性性狀。圖位克隆結合精細定位顯示候選基因為Csa1G056960，編碼C型凝集素類受體激酶，命名為CsTM。構建敲除突變體發現植株全身表皮毛發育受阻，近似無毛，同時現存的表皮毛形態亦發生顯著變化。此外，利用膜酵母文庫篩選到了水通道蛋白基因CsTIP1;1能夠在蛋白水平和TM相互作用并被磷酸化修飾。沉默CsTM和CsTIP1;1不僅可影響表皮毛形態發育，還能降低細胞內的H2O2含量。胞內H2O2含量的多少暗示了誘導分子免疫的強度，從而揭示了激酶TM和水通道蛋白TIP1;1的抗蚜機理。該研究首次報道了類受體激酶CsTM通過調控表皮毛形態發育并進而影響了植物抗蚜能力的分子機制，豐富了表皮毛發育調控網絡，為黃瓜表皮毛的發生和抗蚜種質資源培育提供了一個全新的視角。
中國農業大學園藝學院博士研究生楊松林、薛舒丹為本論文共同第一作者，中國農業大學園藝學院任華中教授、劉興旺副教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、三亞市崖州灣科技項目、中國農業大學—阿克蘇地區農業科技創新專項資金等的資助。
任華中、劉興旺課題組長期從黃瓜遺傳改良與分子調控研究，取得了一系列重要研究進展，在Journal of Advanced Research、Plant Biotechnology Journal、New Phytologist、Plant Physiology、The Plant Journal、Horticulture Research等國際主流學術期刊發表論文30余篇。
日期：2024-05-21
植物表皮毛是植物地上部分的特化表皮細胞，是植物與環境之間的第一道屏障，在抵御生物和非生物脅迫中發揮著不可忽視的作用。黃瓜作為最為重要的園藝作物之一，其生產上經常遭受蚜蟲（Aphis gossypii Glover）等的為害，嚴重制約了黃瓜的生產力和產品質量安全。盡管已有大量報道認為表皮毛具有抗蚜能力，但迄今尚無證據表明控制表皮毛發育的基因直接參與植物對蚜蟲的抗性。
任華中/劉興旺團隊課題組發現近等基因系3541（mutant）和3542（WT）的表皮毛形態存在顯著差異，且突變體3541更易遭蚜蟲取食。利用體式顯微鏡和掃描電鏡詳細觀察了各部位的表皮毛形態特征。通過分析6102-7、3407和3542共計3種表皮毛正常材料為親本構建的BC1和F2群體，證實了該性狀是由單基因控制的隱性性狀。圖位克隆結合精細定位顯示候選基因為Csa1G056960，編碼C型凝集素類受體激酶，命名為CsTM。構建敲除突變體發現植株全身表皮毛發育受阻，近似無毛，同時現存的表皮毛形態亦發生顯著變化。此外，利用膜酵母文庫篩選到了水通道蛋白基因CsTIP1;1能夠在蛋白水平和TM相互作用并被磷酸化修飾。沉默CsTM和CsTIP1;1不僅可影響表皮毛形態發育，還能降低細胞內的H2O2含量。胞內H2O2含量的多少暗示了誘導分子免疫的強度，從而揭示了激酶TM和水通道蛋白TIP1;1的抗蚜機理。該研究首次報道了類受體激酶CsTM通過調控表皮毛形態發育并進而影響了植物抗蚜能力的分子機制，豐富了表皮毛發育調控網絡，為黃瓜表皮毛的發生和抗蚜種質資源培育提供了一個全新的視角。
中國農業大學園藝學院博士研究生楊松林、薛舒丹為本論文共同第一作者，中國農業大學園藝學院任華中教授、劉興旺副教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、三亞市崖州灣科技項目、中國農業大學—阿克蘇地區農業科技創新專項資金等的資助。
任華中、劉興旺課題組長期從黃瓜遺傳改良與分子調控研究，取得了一系列重要研究進展，在Journal of Advanced Research、Plant Biotechnology Journal、New Phytologist、Plant Physiology、The Plant Journal、Horticulture Research等國際主流學術期刊發表論文30余篇。
日期：2024-05-21
