黃萎病是嚴重影響棉花產量和品質的一種土傳維管束病害，克隆抗病相關基因並解析其抗病機製是棉花抗病分子改良的重要基礎。包含Gα🕵🏽、Gβ、Gγ三種亞基的異源三聚體G蛋白作為重要的受體信號轉導分子🧛🏻‍♂️，在多個生物學過程中扮演著重要的角色🍣。然而🤦‍♀️🪄，關於G蛋白α亞基在調控植物防禦反應中的作用鮮見報道。  
       近日𓀀，河北農業大學馬峙英團隊在The Crop Journal在線發表了題為“The G-protein α subunit GhGPA positively regulates Gossypium hirsutum resistance to Verticillium dahliae via the induction of SA and JA signaling pathways and ROS accumulation”的研究論文🧏🏻。該研究對其前期鑒定的在黃萎病菌脅迫下的差異表達蛋白G蛋白α亞基的編碼基因GhGPA進行了系統的抗病功能研究，明確了GhGPA在棉花抗黃萎病中的作用，初步解析了該基因的抗病機製🫸🏻，為系統解析棉花抗病分子機製提供了重要的理論依據。

       該團隊首先從陸地棉抗病品種農大601中克隆了G蛋白α亞基編碼基因GhGPA，發現其受黃萎病菌誘導後上調表達✌️，並且在抗病品種中的表達量顯著高於感病品種🧎‍➡️。GhGPA定位於細胞膜。GhGPA與擬南芥AtGPA1（AT2G26300）高度同源（84.99%）🤷🏽，對AtGPA1突變體gpa1-4進行接菌處理，其抗性顯著降低🈵；在gpa1-4中異位表達GhGPA能恢復突變體的抗性👬🏼，且抗性高於野生型🥤；同樣💸🧍🏻‍♀️，超表達GhGPA的擬南芥株系抗性水平也顯著高於野生型🌠🧝🏿，同時PR基因的表達量顯著上調，H2O2、SA、JA含量顯著提高👳‍♂️。利用VIGS技術在棉花中沉默GhGPA，抑製其表達🏦，能使棉花的抗性顯著下降，同時PR基因、SA與JA信號通路相關基因顯著降低🌿。進一步分析發現，H2O2🌋、SA🦸🏿‍♂️、JA的含量在VIGS沉默植株和擬南芥gpa1-4突變體中都顯著降低。上述結果表明，GhGPA通過激活SA和JA信號通路和調控活性氧產生而在植物抗黃萎病過程中發揮重要作用。這些發現不但擴寬了我們對GhGPA生物學功能的認知🧶，而且為了解GhGPA參與棉花大麗輪枝菌的防禦機製提供了新的見解🍈。

作者和基金項目

 
       博士研究生陳斌為第一作者👩🏻‍🦲，馬峙英教授和王省芬教授為通信作者。該研究得到了國家重點研發計劃項目💯、國家現代農業產業技術體系建設專項和河北省傑出青年基金項目資助☎。由馬峙英教授帶領的河北農業大學棉花遺傳育種創新團隊🤵🏼‍♀️，針對棉花產業發展重大需求和生態、生產條件，重點開展棉花種質資源收集與創新、重要性狀基因克隆和分子標記發掘⬆️、不同類型新品種創製等研究工作🏖👙，取得了一系列重要成果。先後育成審定21個抗病高產優質棉花新品種，獲得國家科技進步二等獎2項💆🏻，省部級科技一等獎6項🧘🏽‍♀️，國家發明專利25項。在Nat Genet🏌🏿、Nat Biotechnol🏃🏻‍♀️‍➡️、Crop J、Plant J、Mol Plant Pathol☆、Theor Appl Genet、Plant Biotechnol J以及《作物學報》等國內外知名期刊上發表研究論文200余篇。
 

   THE CROP JOURNAL

       The Crop Journal (《作物學報（英文版）》)是中國科協主管，中國作物學會、中國農業科顺盈作物科學研究所和中國科技出版傳媒股份有限公司共同主辦的學術期刊，創刊於2013年10月。辦刊宗旨為刊載作物科學相關領域最新成果，開展國際學術交流，促進我國作物科學研究水平及國際影響力的提升。主要刊登農作物遺傳育種👩‍👧、耕作栽培、生理生化🛩、生態、種質資源以及與農作物有關的生物技術、生物數學🛂👩‍👦、農業氣象等領域以第一手資料撰寫的研究論文🏥、研究簡報以及專題綜述等👌🏽。2019年The Crop Journal的SCI影響因子為3.395，在JCR農學和植物學兩個學科位於Q1區♕🎉，並位列中科院分區農林類期刊一區。2019–2023年獲中國科技期刊卓越行動計劃重點項目資助。