植物活体成像应用：GhPUB17对棉花抗黄萎病的调控机制研究

黄萎病是造成世界棉花产量和品质降低的主要病害之一，研究棉花黄萎病的抗病机制及相关基因可以大大推进棉花产业的发展。在植物抗病过程中，多种蛋白质、酶的相互合作，共同完成了植物抗病信号的产生和传递。泛素化修饰系统是真核生物体内主要的蛋白质调控路径，广泛参与了对生物体内大多数蛋白质的修饰降解行为。近年来研究发现，众多E3泛素连接酶参与了不同物种对相应病原菌的抗性调节，所以研究棉花中E3泛素连接酶对棉花黄萎病的抗病调控机制，鉴定抗病基因可为棉花抗病分子育种提供理论基础和基因资源。
  Qin, T., Liu, S., Zhang, Z. et al. GhCyP3 improves the resistanceof cotton to Verticillium dahliae by inhibiting the E3 ubiquitin ligaseactivity of GhPUB17. Plant Mol Biol 99, 379–393 (2019).
doi：https://doi.org/10.1007/s11103-019-00824-y

2019年，Plant Molecular Biology 杂志在线发表了华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室朱龙付团队完成的题为“GhCyP3 improves theresistance of cotton to Verticillium dahliae by inhibiting the E3 ubiquitinligase activity of GhPUB17”的研究论文，报道了棉花中U-box E3泛素连接酶GhPUB17对棉花黄萎病的抗病调节机制，GhPUB17可以被具有抗真菌活性的GhCyP3抑制，并作为负调节剂参与棉花抗黄萎病的调控过程。

该研究首先进行了一系列生理生化反应鉴定了棉花中具有泛素化活性的U-box E3连接酶GhPUB17的功能，发现其作为负调控剂参与了棉花对黄萎病菌的免疫反应。为了进一步研究GhPUB17的调控机制，寻找靶标蛋白，该研究利用酵母双杂交实验（Y2H）分析鉴定发现GhCyP3蛋白可与GhPUB17发生相互作用，并利用Princeton Instruments公司的Lumazone Plyon 2048B设备进行证实，结果显示只有在GhPUB17-nLUC和GhCyP3-cLUC共表达后才能捕获荧光素酶信号，而其他组合则无法捕获，这说明GhCyP3是GhPUB17的潜在靶标蛋白。然后，该研究通过体外抗病性测试等一列生理生化实验进一步研究了GhCyP3在棉花抗黄萎病调控中的作用，发现GhCyP3具有抗真菌活性，并且可通过与GhPUB17的相互作用以抑制其活性，提高棉花对黄萎病的抗性，进而完整揭示了GhPUB17对棉花抗黄萎病的调控机制。

利用生物发光研究GhPUB17与GhCyP3的相互作用

以上结果表明，通过Princeton Instruments公司的Lumazone系列设备可以直观清晰地检测到蛋白间的相互作用，有力地验证了棉花中的U-box E3连接酶GhPUB17与GhCyP3蛋白的相互作用，揭示了GhPUB17对棉花抗黄萎病的调控机制。

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