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灰葡萄孢菌,即灰霉菌(Botrytis cinerea)属于死体营养型病原真菌,能够侵染危害多达200种单子叶和双子叶植物。灰霉菌侵染导致的灰霉病被认为是危害作物生产、蔬菜质量及水果保鲜的第二大病害。而番茄丁香假单胞杆菌(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000,Pst DC3000),是一种半活体营养型病原细菌,其引发的黑斑病也极大影响了作物生产。本文我们利用病毒诱导基因沉默(VIGS)技术分析逆境胁迫相关蛋白SAP家族和含有JmjC结构域的去甲基化酶JMJ家族在抗病中的功能,尤其重点研究SlSAP3、SlSAP4以及SlJMJ7在番茄与B.cinerea和Pst DC3000互作中可能的作用机制。植物SAP主要参与对非生物胁迫如冷、热、干旱、高盐、渗透压以及重金属的响应及调控。番茄SAP家族共有13个成员,多数能够响应病原菌及植物激素的诱导,VIGS沉默SlSAPs接种B.cinere 发现,SlSAP4和SlSAP10沉默后降低番茄对B.cinerea的抗性;接种Pst DC3000,SlSAP3和SlSAP10沉默后对Pst DC3000的抗性减弱。由于SlSAP10沉默植株表现叶片退绿黄化症状,叶绿素含量降低,本文不做深入研究。研究发现,SlSAP4沉默植株对B.cinerea更加感病,接种B.cinerea后活性氧含量降低,并抑制B.inerea诱导的JA/ET相关基因表达;同时烟草瞬时表达SlSAP4增强对B.cinerea的抗性。体外实验证明SlSAP4不具有体外泛素化活性,但能够与泛素穿梭/运输蛋白SlRAD23家族,除SlRAD23a外的SlRAD23c、SlRAD23d.1 及SlRAD23d.2互作,且主要是SlSAP4的A20结构域与SlRAD23d.1的UBA结构域起作用。SlRAD23d.Sl沉默植株对B.cinerea的抗性降低,却并不改变其它3个成员沉默后的抗性。因此,我们认为SlSAP4主要通过调控B.cinerea诱导的活性氧积累,改变JA/ET相关基因表达,并可能参与SlRAD23介导的26S蛋白酶体途径,进而调控B.cinerea介导的抗性反应。与SlSAP4功能不同,SlSAP3沉默植株对PsP DC3000抗性减弱,SlSAP3超表达植株对Pst DC3000抗性增强。SlSAP3沉默或超表达改变了PP DC3000诱导的SA相关基因(SlPR1a、SlPR1b、SlPRp2和SlEDS1)的水平;影响flg22介导的PTI反应,如引发ROS产生,PTI下游基因SlPT15以及SlLRR22的改变。SlSAP3同样不具有体外泛素化活性,却与非典型热激蛋白SlBOB1、SlBOB2互作,且能够与SlRAD23家族除SlRAD23a外的3个成员互作。进一步研究发现,SlBOB1沉默植株增强对Pst DC3000抗性,且SlBOBs共沉默植株进一步提高了对Pst DC3000的抗性;SlRAD23s沉默植株对Pst DC3000的抗性却并不显著。以上表明,SlSAP3能够正调控Pst DC3000的抗性反应,可能与SlBOB和SlRAD23介导的26S蛋白酶体途径相关。含有JmjC结构域的蛋白家族是植物中广泛存在的一类去甲基化酶家族,参与植物生长发育及抗病的调控,该家族在番茄中有23个成员,多数成员能够响应病原菌及植物激素的诱导,VIGS沉默22个SlJMJs后接种B.cinerea,发现SlJMJ7和SlJMJ13沉默后增强对B.cinerea的抗性,而SlJMJ20沉默后降低对B.cinere 的抗性,本研究以S1JMJ7功能研究为主。Sl7MJ7沉默植株降低B.cinerea侵染后期活性氧水平,并提高JA途径及防御基因表达,抑制SA相关基因的水平,进而提高对B.cinerea的抗性;但是SlJMJ7超表达植株并不改变B.cinerea的致病表型。另一方面,接种Pst DC3000后,沉默植株对Pst DC3000的抗性增强,提高Pst DC3000诱导的SA相关基因以及PTI相关基因SlPTI5、SlWRKY28的表达;而超表达植株抗性减弱,抑制Pst DC3000诱导的SA及PTI相关基因表达。S1JMJ7含有保守的Fe(Ⅱ)和α-酮戊二酸酶活性位点,能够催化H3K9me2/3去甲基化,并且能够与转录因子S1LBD42互作。SlLBD42沉默植株增加对B.cinerea抗性,而削弱对Pst DC3000抗性。以上结果表明,S1JMJ7在B.cinerea和Pst DC3000介导的抗性反应中发挥重要作用,并可能与转录因子共同参与调控番茄对病原菌的互作反应。