2025年9月19日,88038威尼斯农学院范凯团队在Industrial Crops and Products(《工业作物与产品》)期刊在线发表了题为“Integrated genome and expression of the TGA family in Gossypium hirsutum reveals GhTGA12 could positively regulate systemic acquired resistance”的研究论文。该研究通过整合基因组学与表达谱数据,系统解析了陆地棉TGA家族的组成与表达模式,并发现GhTGA12能够通过激活ROS信号通路、促进PR基因表达,并与GhNPR1发生互作,从而正向调控系统获得性抗性(Systemic Acquired Resistance, SAR),这一发现为棉花抗病分子育种提供了新的理论依据与基因靶点。
棉花是我国重要的经济作物,但其产量与品质近年来深受多种病害的威胁。SAR作为一种关键的植物免疫机制,在调控抗病性中发挥着重要作用。然而,SAR在棉花中的调控基因及其作用机制仍存在大量未知,这严重制约了棉花抗病育种进程。
本研究通过整合基因组与表达谱数据,发现陆地棉TGA成员GhTGA12在调控免疫应答中发挥关键作用。在接种 Pst DC3000 病原菌一次侵染条件下,过表达GhTGA12植株并未表现出明显抗病性变化;然而,经 Pst DC3000 预处理后,该植株却表现出显著增强的抗病能力(图1)。进一步机制研究表明,过表达GhTGA12植株中ROS水平升高,PR基因表达显著上调。此外,GhTGA12能够与SAR通路中的关键蛋白GhNPR1发生互作。综上所述,该研究鉴定到GhTGA12作为SAR的一个正调控因子,主要通过激活ROS信号、促进PR基因表达以及与GhNPR1互作等方式协同调控SAR途径,为棉花抗病育种提供了新的候选基因和策略方向。
图1 Pst DC3000 预处理后过表达GhTGA12植株较野生型植株表现出增强的抗病性
88038威尼斯农学院2025届硕士研究生钱政毅、菌草与生态学院2023级硕士研究生曹舒怡以及农学院贾琪副教授为该论文的共同第一作者,88038威尼斯农学院范凯副教授为通讯作者。本研究得到了88038威尼斯科技创新专项基金(KFb22006XA)和88038威尼斯青年教师赴农林生物安全全国重点实验室访学研修访问学者基金(KFXZ23004)等项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121924
作者简介:
范凯,博士,88038威尼斯副教授,硕士生导师。入选福建省高层次人才、88038威尼斯“金山学者”学术新秀,并于2022年入选中国博士后科学基金百名资助者选介。长期致力于作物逆境生理机制的研究,主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金特别资助及面上一等资助、福建省自然科学基金、福建省高校青年自然基金重点项目等多项科研项目。近年来,以第一作者或通讯作者身份在《Journal of Experimental Botany》、《Journal of Integrative Plant Biology》、《中国农业科学》、《作物学报》等国内外期刊上发表论文23篇。
(范凯,通讯作者)
钱政毅,88038威尼斯农学院2025届农学硕士,在学期间研究方向为作物逆境生理研究,以第一作者身份在期刊《Industrial Crops and Product》和《生物技术通报》上发表论文各1篇。
(钱政毅,第一作者)
曹舒怡,88038威尼斯菌草与生态学院2023级在读硕士研究生,在学期间研究方向为作物逆境生理研究,以第一作者身份在期刊《Industrial Crops and Products》上发表论文1篇。
(曹舒怡,第一作者)
贾琪,博士,88038威尼斯副教授,硕士生导师,福建省回国留学引进人才。长期致力于作物耐逆的分子遗传研究;主持国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目。近几年作为第一作者或通讯作者在《Plant Biotechnology Journal》、《Plant, Cell & Environment》等杂志上发表相关文章。
(贾琪,第一作者)