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產生可抗多種疾病的番茄

 

圖片來源:維基百科

為了要避免農損,尋找可抗病的農作物品系一直都是育種的重點;往昔靠著將抗性(R,resistance)基因導入的作法雖然有效,但不斷演化的病原往往能迅速打敗植物的抗性,且這些抗性基因大多都是針對單一病原,在應用上也有其限制。相對來說,若能將敏感性(S,susceptibility)基因給剔除,常可導致植物對多種病原產生抗性,可能是一種更有效的策略。

過去在阿拉伯芥的研究,找到了一個敏感性基因AtDMR6。在阿拉伯芥中缺少AtDMR6基因的植物,對細菌及卵菌(oomycete)具有抗性。在番茄的研究,找到了兩個與AtDMR6序列相似的敏感性基因SlDMR6-1SlDMR6-2。研究團隊發現SlDMR6-1在被病菌感染時表現會上升。SlDMR6-1缺損的番茄對細菌、卵菌與真菌都有抗性,而且水楊酸(SA,salicylic acid)的分泌與其他免疫相關基因的表現都上升。

研究團隊發現,雖然SlDMR6-2似乎與抗性較無關係,但這兩個DMR6基因的缺損都會造成番茄具有水楊酸5-羥化酶(SA-5 hydroxylase)活性,顯示了SlDMR6-2還是在對病原的抗性上有一席之地。或許這兩個DMR6基因在番茄的角色是分工合作的:其中 SlDMR6-2 專門用於平衡花/果實中的 SA 水平,而 SlDMR6-1 保留了在植物營養組織的病原體感染期間微調 SA 水平的能力。

參考文獻:

Loss of function of a DMR6 ortholog in tomato confers broad-spectrum disease resistance. Daniela Paula de Toledo Thomazella, Kyungyong Seong, Rebecca Mackelprang, Douglas Dahlbeck, Yu Geng, Upinder S. Gill, Tiancong Qi, Julie Pham, Priscila Giuseppe, Clara Youngna Lee, Arturo Ortega, Myeong-Je Cho, Samuel F. Hutton, Brian Staskawicz Proceedings of the National Academy of Sciences Jul 2021, 118 (27) e2026152118; DOI: 10.1073/pnas.2026152118

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