WeiTsing, a pericycle-expressed ion channel, safeguards the stele to confer clubroot resistance

Identification of C6 as the causal resistance gene

(A-C)Est-1是抗clubroot的。接种后21天,分析地下组织(C)的疾病症状(A)、疾病指数、发病率(B)和PbDy生物量。根的图像从整个植物图像的框状区域被放大。球根下面的根因疾病而被破坏。白色条:1厘米,红色条:1毫米。病害指数以不同病害指得分的植物的百分比表示(0-4)表示。疾病发病率(显示任何疾病症状的植物的百分比)显示在列的顶部(n R 12)。
将(B)中的地下组织汇集起来,用qPCR定量PbDy生物量。(D)抗性位点的高分辨率图谱。该区域显示了候选col0和Est-1基因。拟南芥基因组计划(AGI)的数量(省略At1g)显示在coll-0基因的上方,而Est-1中的基因如箭头所示。彩色箭头表示串联重复序列


The C6 promoter is required for transcriptional activation by and resistance to Pb

Est-1和Ler的(A) C6携带不同的启动子序列。红色箭头,编码区域;蓝色矩形,utr。显示Est-1和Ler之间高度相同的启动子区域为黑色,而Est-1和Ler之间不同的启动子区域分别为蓝色和绿色。PbDy可在地下组织中诱导C6的(B)转录本,而不是C6Ler。C6的(C)启动子,而不是C6Ler,提供pbdy诱导性。接种11天后,采用4-MUG荧光法测定了携带p3.6k::GUS和p2.9k::GUS的转基因株系地下组织中的GUS活性。(D和E)p3.6kC6Ler具有杆根抗性。显示为转基因株系的疾病指数、发病率(D)和疾病症状(E)。根的图像是从整个植物图像的框状区域中放大出来的。白色条:1厘米,红色条:2毫米。(F)将2周龄甘蓝型油菜品种ZS11和p6kC6转基因株系#1和#2分别接种PbDy、PbXm、PbCs、PbQd、PbHn、PbTb、PbGh和PbEs。照片显示了接种了PbDy和和PbXm的代表性植物.白色条:1厘米。数据为平均± SEM(B和C,n = 3,技术重复)。星号和字母表示在p%处的差异有统计学意义

C6 prevents the colonization of Pb in the stele

图3。C6阻止Pb在中柱中的定植(A) C6在pi阴性细胞层中表达。用PbDy接种p3.6k::NLS-3xmVENUS转基因植株。在指定的天数的根用PI染色,并检测核定位的mVENUS。带有PbDy的细胞用白色箭头表示。右边的数字表示在100个根中显示mVENUS信号的根。白色条:20毫米。(B) C6表达于中柱的周围。如图所示为琼脂糖包埋的根横切面图像(接种后7天)。切片允许用PI对中柱进行强染色红条:10毫米。(C和D)C6在PbDy感染后在中柱鞘中表达。将p3.6k::NLS-3xmVENUS3pUBQ10::RCI2A-td番茄的(C) F1植株接种PbDy,7天后用共聚焦显微镜对mVENUS进行成像。细胞边界用RCI2A-tdTomato标记。红条:10毫米。用PbDy接种(D) p3.6k::NLS-3xmVENUS植株。7天后收集根段,用ClearSee处理,FB28染色,共聚焦显微镜。
(E)原发性感染发生在野生型Est-1和c6-1中。图像显示,在接种后5天,指示植株的根毛和表皮上的PbDy疟原虫。尼罗河红染色了PbDy的脂滴。白条:10毫米。PbDy疟原体用白色箭头表示。(F) Pb定植于c6-1的中柱,但没有Est-1。接种17天后,Est-1和c6-1根的横切面用甲苯胺蓝染色,红色箭头表示充满PbDy疟原体的扩大的薄壁细胞。白条50毫米,红条20毫米。实验进行了三次,结果相似。参见图S3。

WTS forms oligomers and activates defense transcriptome

(A) Pb感染激活野生型Est-1中的防御转录组。火山图显示,接种PbDy11天后,Est-1(红色)和c6-1(绿色)的基因表达量较高(q值% 0.05;fold变化R 2)。并选择了免疫信号基因。(B) Est-1基础转录组没有显示出升高的防御。火山图显示了在运动定位的Est-1(红色)和c6-1(绿色)的地下组织中表达更多的基因(q值% 0.05;倍变化R 2)。(C和D)Pb诱导PR2 (C)和PR5 (D)在Est-1地下组织中的表达,而不诱导c6-1突变体的表达。(E和F)异位表达WTS可诱导拟南芥细胞死亡和PR基因的表达。携带雌二醇诱导WTS的转基因col0幼苗用溶剂(模拟)或雌二醇处理,24 h后进行Evans Blue染色(E)。雌二醇处理6h后检测PR2和PR5的表达(F)。
(G)WTS的瞬时表达诱导了植物中酚类物质的积累。用携带pER8-WTS的农杆菌渗透本氏N.叶片。24小时后,然后模拟或用雌二醇处理叶片。紫外光照下的荧光显示雌二醇诱导48 h后酚类物质的积累。图中提供了所示表型的叶片数,以及三次实验测试的叶片总数。(H-I)WTS在植物细胞中自结合并形成低聚物。WTS构建的基因在拟南芥原生质体中表达,并进行coIP (H)和BN-PAGE检测(I)。(J) WTS定位于ER中。WTS-EGFP与HDEL-RFP一起在本氏杆菌中瞬时表达,并通过共聚焦显微镜检测蛋白的亚细胞定位。(C)、(D)和(F)中的数据为平均± SEM(n = 3,技术重复)。星号和不同的字母

Architecture of the WTS channel

(A)从膜(左)、上(中)和4.2A˚分辨率的WTS(右)密度图。(B)WTS模型的卡通图,面向(A).TM螺旋被表示。(C)WTS的跨膜拓扑结构和序列。在WTS序列顶部的高级线圈定义了WTS中螺旋段的范围。孔衬残留物用红色框表示。q环残基(Q44和Q48)用红色标记,带正电荷的残基(K30、R74和R82)用蓝色标记。五聚体界面上的残基用黄色表示(TM1: V31、V35、L42和L45;TM2: C64、L68、V75和M79)。另请参见图S5和表S5。

图7.五聚体组装和通道活性对于[Ca2+]cyt的增加和防御(A)至关重要。五聚体界面是通道活性所必需的。参与疏水相互作用的残基以棒状表示。(B) TM1-4A和TM2-4A在原生质体中不寡聚。(C) TM1-4A和TM2-4A在非洲爪蟾卵母细胞中不显示电流。(D-G)A37W、A37Y和C7在通道活动中被特别废除。(D和F)A37W、A37Y和C7在非洲爪蟾卵母细胞中不表现出通道活性。(E和G)A37W、A37Y和C7在原生质体中正常寡聚。

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