我國成功揭示水稻抗稻瘟病新機制

近日，從中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所獲悉，該所王國梁研究團隊最新研究揭示泛素連接酶底物在水稻抗稻瘟病中的新作用，相關研究結果于日前以“擬南芥ELF3在水稻中同源蛋白OsELF-2與泛素連接酶泛素連接酶相互作用并負調節(jié)水稻對稻瘟菌的抗耐性”為題在線發(fā)表在細胞出版社旗下子刊《分子植物》上。該研究得到國家自然科學基金以及農(nóng)科院創(chuàng)新工程的資助。

在植物中，泛素－蛋白酶體系統(tǒng)是細胞內(nèi)蛋白質降解的主要途徑，參與細胞內(nèi)80%以上蛋白質的降解，泛素/26S蛋白酶體途徑涉及對植物生長、發(fā)育、逆境脅迫等多方面關鍵步驟的控制。近來，研究表明泛素介導的蛋白質降解也參與植物防御反應的信號轉導。水稻作為世界上最重要的糧食作物之一，是全球超過一半人口的主要食物。稻瘟病俗稱水稻“癌癥”，會造成水稻嚴重減產(chǎn)。因此研究水稻抗瘟防御機制，培育抗稻瘟病的水稻品種對水稻生產(chǎn)意義重大。

王國梁研究團隊在前期研究中發(fā)現(xiàn)稻瘟菌效應蛋白（AvrPiz-t）通過靶標水稻的泛素連接酶負調控水稻的免疫系統(tǒng)。此項研究首次鑒定了泛素連接酶在水稻中的互作蛋白，結果顯示泛素連接酶特異性的與擬南芥生物鐘和開花期調控基因（ELF3）在水稻中的同源蛋白 OsELF3-2相互作用，OsELF3-2突變體和RNAi材料顯著增強了對稻瘟菌的抗病性，說明OsELF3-2是水稻免疫的負調控因子，共表達試驗結果表明泛素連接酶可促進OsELF3-2蛋白的泛素化降解，表明OsELF3-2是泛素連接酶泛素化的底物，泛素連接酶可通過靶標OsELF3-2調控水稻的免疫系統(tǒng)。這一研究極大豐富了我們對稻瘟菌效應蛋白AvrPiz-t在水稻中靶標蛋白作用機制的認識，有望為提出新的病害防控策略提供新思路。