2020年11月18日，New Phytologist在線發(fā)表了浙江大學園藝系師愷教授為通訊作者題為“High CO₂‐ and pathogen‐driven expression of the carbonic anhydrase βCA3 confers basal immunity in tomato”的研究論文。

大氣中的二氧化碳水平對植物響應(yīng)病原體具有很大影響。然而，CO₂依賴的植物抗病性的調(diào)控機制仍知之甚少。

該研究發(fā)現(xiàn)番茄（Solanum lycopersicum）β-CARBONIC ANHYDRASE 3（βCA3）的表達是由致病性病原體丁香假單胞菌番茄致病變種DC3000（Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000）所誘導。βCA3在番茄和其他兩個茄科作物的高水平CO₂介導的響應(yīng)中的作用與其在擬南芥中的作用不同。利用敲除和過表達βCA3植株，研究人員揭示了βCA3在激活植物基礎(chǔ)免疫中發(fā)揮積極作用，尤其是在高水平CO₂下。

NAC43轉(zhuǎn)錄因子可轉(zhuǎn)錄激活βCA3，βCA3受到類受體激酶GRACE1的翻譯后調(diào)控。基礎(chǔ)免疫的βCA3通路獨立于氣孔和水楊酸依賴的調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)錄組分析和細胞壁代謝物測定暗示細胞壁代謝/完整性參與βCA3介導的基礎(chǔ)免疫。

該研究結(jié)果揭示了高水平CO₂條件下βCA3在植物基礎(chǔ)免疫中的重要作用，為不斷變化的氣候環(huán)境下植物病害管理策略提供了新的信息。