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NaWRKY3 is a master transcriptional regulator of the defense network against brown spot disease in wild tobacco

交替链格孢 WRKY蛋白质结构域 生物 茉莉酸 茉莉酸甲酯 烟草 植物对草食的防御 茉莉酸 活性氧 基因沉默 拟南芥 基因 细胞生物学 植物 生物化学 突变体 茄科
作者
Zhen Xu,Shuting Zhang,Jinsong Wu
出处
期刊:Journal of Experimental Botany [Oxford University Press]
卷期号:74 (14): 4169-4188 被引量:3
标识
DOI:10.1093/jxb/erad142
摘要

Abstract WRKY transcription factors are involved in plant defense against pathogens. No WRKYs have been reported to be involved in resistance to tobacco brown spot disease caused by Alternaria alternata. Here, we found that NaWRKY3 plays a critical role in Nicotiana attenuata defense against A. alternata. NaWRKY3 bound and regulated many defense genes, including: lipoxygenase 3, ACC synthase 1, and ACC oxidase 1, three jasmonate- and ethylene-biosynthetic genes; feruloyl-CoA 6ʹ-hydroxylase 1 (NaF6ʹH1), the biosynthetic gene for the phytoalexins scopoletin and scopolin; and three A. alternata resistance genes, the long non-coding RNA L2, NADPH oxidase (NaRboh D), and berberine bridge-like (NaBBL28). Silencing L2 reduced jasmonate concentrations and NaF6ʹH1 expression. NaRboh D-silenced plants were severely impaired in reactive oxygen species production and stomatal closure responses. NaBBL28 was the first A. alternata resistance BBL identified and was involved in the hydroxylation of 17-hydroxygeranyllinalool diterpene glycosides. NaWRKY3 bound to its own promoter but repressed its expression. Thus, we demonstrated that NaWRKY3 is a fine-tuned master regulator of the defense network against A. alternata in N. attenuata by regulating several signaling pathways and defense metabolites. This is the first time such an important WRKY has been identified in Nicotiana species, providing new insights into defense against A. alternata.
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