MYC2a/b调控的蛋白酶抑制剂在抵御烟叶（Nicotiana attenuata）上的斜纹夜蛾（Spodoptera litura）侵害中的作用

《Plant Cell Reports》：MYC2a/b-regulated protease inhibitors in defense against Spodoptera litura in Nicotiana attenuata

　　茉莉酸信号通过调控NaPI、NaKTI2及新发现的NaPI-like基因表达增强植物抗虫性，其中NaMYC2a/b直接调控前两者间接调控后者，其作用机制经EMSA和双 luc 报告系统验证。

　　

摘要

核心信息

我们的研究结果强调了NaMYC2a/b在昆虫取食后通过调控NaPI、NaKTI2及类似NaPI的基因表达，在调节胰蛋白酶抑制剂活性方面所起的关键作用。

摘要

当受到昆虫食草动物的攻击时，Nicotiana attenuata植物会激活茉莉酸（JA）信号通路，并通过启动多种蛋白酶抑制剂（PI）基因（如NaPI和NaKTI2）的转录来增强胰蛋白酶抑制剂（TPI）的活性。然而，昆虫取食过程中这些PI基因的具体调控机制仍不清楚。在此研究中，我们发现了一种新的PI基因——类似NaPI的基因，该基因能够赋予植物对Spodoptera litura的抗性。尽管类似NaPI的基因与NaPI的序列相似度较低，但其表达可被S. litura的口分泌物（OS）特异性且显著地诱导。过表达类似NaPI的基因能够提高TPI的活性，而沉默该基因则会降低TPI活性。因此，这种广食性的S. litura在类似NaPI的基因被沉默的植物中表现出更强的抗性。进一步的研究表明，在野生型（WT）植物中，甲基茉莉酸处理或伤口处理结合S. litura的口分泌物处理（W+OS）能够强烈诱导NaPI、类似NaPI的基因和NaKTI2的表达；而在缺乏茉莉酸信号的irAOC植物中，这些基因的诱导程度明显减弱，这表明这三个PI基因受到茉莉酸信号通路的调控。最后，我们发现同时沉默NaMYC2a和NaMYC2b能够显著降低TPI活性，从而导致N. attenuata的抗性下降。EMSA和Dual-LUC实验表明，NaMYC2a/b直接调控NaPI和NaKTI的表达，间接调控类似NaPI的基因表达。我们的研究结果揭示了昆虫取食过程中激活的PI基因的多样性，以及NaMYC2a/b通过调控NaPI、类似NaPI的基因和NaKTI2的表达在调节TPI活性中的关键作用。因此，我们的数据为昆虫取食期间PI基因的调控机制提供了新的见解。

核心信息

我们的研究结果强调了NaMYC2a/b在昆虫取食后通过调控NaPI、NaKTI2及类似NaPI的基因表达，在调节胰蛋白酶抑制剂活性方面所起的关键作用。

摘要

当受到昆虫食草动物的攻击时，Nicotiana attenuata植物会激活茉莉酸（JA）信号通路，并通过启动多种蛋白酶抑制剂（PI）基因（如NaPI和NaKTI2）的转录来增强胰蛋白酶抑制剂（TPI）的活性。然而，昆虫取食过程中这些PI基因的具体调控机制仍不清楚。在此研究中，我们发现了一种新的PI基因——类似NaPI的基因，该基因能够赋予植物对Spodoptera litura的抗性。尽管类似NaPI的基因与NaPI的序列相似度较低，但其表达可被S. litura的口分泌物（OS）特异性且显著地诱导。过表达类似NaPI的基因能够提高TPI的活性，而沉默该基因则会降低TPI活性。因此，这种广食性的S. litura在类似NaPI的基因被沉默的植物中表现出更强的抗性。进一步的研究表明，在野生型（WT）植物中，甲基茉莉酸处理或伤口处理结合S. litura的口分泌物处理（W+OS）能够强烈诱导NaPI、类似NaPI的基因和NaKTI2的表达；而在缺乏茉莉酸信号的irAOC植物中，这些基因的诱导程度明显减弱，这表明这三个PI基因受到茉莉酸信号通路的调控。最后，我们发现同时沉默NaMYC2a和NaMYC2b能够显著降低TPI活性，从而导致N. attenuata的抗性下降。EMSA和Dual-LUC实验表明，NaMYC2a/b直接调控NaPI和NaKTI的表达，间接调控类似NaPI的基因表达。我们的研究结果揭示了昆虫取食过程中激活的PI基因的多样性，以及NaMYC2a/b在调节TPI活性中的关键作用。