Фитоплазмы ведьминых мётел зизифуса подавляют опосредованный ZjBRC1 метаболизм абсцизовой кислоты для индукции пролиферации побегов

Китайский зизифус (Ziziphus jujuba Mill.), важный вид семейства Крушиновые, культивируется в Китае более 7000 лет и уязвим для болезни «ведьмины мётлы» (JWB). Это заболевание, вызываемое фитоплазмой JWB, приводит к чрезмерному росту пазушных почек, влияя на здоровье и урожайность растения.

Предыдущие исследования выявили два эффектора JWB, SJP1 и SJP2, которые нарушают опосредованный ZjBRC1 поток ауксина, индуцируя рост боковых почек. Однако полный патогенез JWB остаётся в значительной степени неизвестным.

В данном исследовании тканеспецифическое транскрипционное репрограммирование использовали для выявления генетических механизмов роста боковых почек зизифуса, инфицированных фитоплазмой JWB. С помощью тканеспецифического RNA-секвенирования идентифицировали 12 376 уникальных генов, дифференциально экспрессируемых в здоровых и инфицированных почках, с основными изменениями в генах, связанных с быстрым ростом и развитием побеговой системы.

GO-анализ обогащения дополнительно распределил эти гены по кластерам, вовлечённым в различные физиологические процессы, такие как гомеостаз ионов цинка, реакция на свет, циркадный ритм и гормональные пути.

Исследование выявило динамическое репрограммирование дифференциально экспрессируемых генов в сторону роста почек и формирования боковых побегов. Ключевые гены пути строголактонов и гены, способствующие развитию пазушной меристемы, были заметно повышены в инфицированных почках.

Напротив, гены синтеза ABA были значительно подавлены в инфицированных почках по сравнению со здоровыми спящими, что привело к снижению накопления ABA и коррелировало с быстрым ростом и расширением почек. Кроме того, исследование подчеркнуло роль гена ZjBRC1, участвующего в контроле ветвления боковых побегов.

Наблюдали, что ZjBRC1 регулирует гены, связанные с гомеостазом и сигнализацией ABA, и его экспрессия отрицательно коррелировала с ростом боковых почек у декапитированного здорового зизифуса. Дрожжевой двугибридный анализ показал, что ZjBRC1 образует гетеродимеры с другими факторами транскрипции, влияя на его биологическую активность в подавлении роста боковых почек.

В итоге, исследование методично разобрало сложные взаимодействия между фитоплазмой JWB и растениями зизифуса. Оно прояснило, как фитоплазма JWB манипулирует гормональными путями, особенно путём ABA, через ZjBRC1 для стимуляции роста боковых почек. Это углубляет понимание патогенеза болезни JWB и даёт основу для разработки устойчивых к JWB сортов зизифуса.