2020年7月31日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心滕胜研究组在植物领域国际知名学术期刊Plant Physiology在线发表了题为“MYC2-Activated TRICHOME BIREFRINGENCE-LIKE 37 Acetylates Cell Walls and Enhances Herbivore Resistance”的研究论文。该研究阐释了拟南芥细胞壁多糖乙酰化家族基因TBL37作为茉莉酸（JAs）信号核心转录因子MYC2的直接调控靶点，通过影响细胞壁的结构和性质从而调控植株防御昆虫能力的机制。

　　在植物中，细胞壁不仅为植株提供刚性支撑，同时也是植物抵御病虫害入侵的第一道屏障。植物的细胞壁主要由纤维素，半纤维素，果胶，木质素和少量结构蛋白构成，其中半纤维素和果胶多糖分子上都存在大量的乙酰化修饰，该修饰对植物的生长发育以及生物/非生物胁迫响应至关重要。已有研究表明，植物特有的高度保守的庞大基因家族TRICHOME BIREFRINGEN-LIKE (TBL)的多个成员参与了非纤维多糖的乙酰化修饰，已有少量TBL家族成员的生化功能得到验证。但是，TBL家族所参与的生物学过程尚未完全揭示，而TBL基因的转录调控尚属空白。

　　本项研究使用BSA测序的方法克隆了一个拟南芥的矮小突变体sun1，找到了突变基因AT2G34070 (TBL37)，并用回补实验进行了验证。TBL37主要在快速生长的幼叶和茎秆中表达，TBL37蛋白定位于高尔基体。细胞学观察和生化分析发现，TBL37参与半纤维素的多糖乙酰化，并影响次生细胞壁的增厚和细胞壁的强度。基因共表达分析发现TBL37与JA信号途径密切关联，通过质谱检测发现sun1突变体中JAs显著积累，定量PCR分析表明JA介导的抗虫信号呈组成性激活状态，但sun1植株对昆虫防御力却显著降低。进一步研究发现JA信号的核心转录因子MYC2可直接结合到TBL37启动子的G-box元件上，并激活TBL37的转录；MYC2正调控20余个TBL基因的表达，在JA促进细胞壁乙酰化的过程中，MYC2及其同源基因是必需的。过表达TBL37可以部分挽救myc2突变体对昆虫攻击的敏感性。该研究揭示了MYCs-TBL37模块介导的细胞壁加固并增强昆虫防御的途径。

　　中国科学院分子植物科学卓越创新中心滕胜研究组的博士生孙爱清和于波是本文的共同第一作者，滕胜研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金，国家重点研发项目，农业部转基因专项及中科院先导专项的资助。

　　论文连接：http://www.plantphysiol.org/content/plantphysiol/early/2020/07/30/pp.20.00683.full.pdf?ijkey=QX/2mouF2WwWM&keytype=ref&siteid=plant

图 MYC2-TBL37模块介导植物昆虫防御的作用模型