科技日報記者 馬愛平
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊基于轉(zhuǎn)錄組測序、酵母雙雜交文庫篩選和蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)分析，獲得了一個調(diào)控水稻條紋病毒侵染的新型C4HC3類型E3泛素連接酶，揭示了泛素連接酶介導(dǎo)的廣譜抗病分子機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》上。
水稻病害是制約水稻產(chǎn)量的重要因素，挖掘新的廣譜抗性基因，從而培育高抗的作物新品種是解決病害問題的有效手段?，F(xiàn)已報道的水稻廣譜抗性基因大多以細(xì)菌和真菌為抗性靶標(biāo)，水稻病毒病害作為危害水稻生產(chǎn)的重要病原物，兼顧對水稻病毒的廣譜抗性基因還鮮有報道。
研究發(fā)現(xiàn)，泛素連接酶通過兩步完成激發(fā)植物免疫信號上調(diào)表達(dá)，介導(dǎo)廣譜抗性。第一步是利用蛋白氮端結(jié)構(gòu)域的半胱氨酸分子間的二硫鍵作用形成二聚體。第二步，通過蛋白碳端基序識別底物絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶蛋白，調(diào)控對絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶蛋白的泛素化修飾，形成免疫調(diào)控模塊OsMEL-OsSHMT1。通過序列分析發(fā)現(xiàn)，利用免疫調(diào)控模塊在植物進(jìn)化過程中具有高度保守特性，還可以調(diào)控水稻對條紋葉枯病、稻瘟病及白葉枯病的廣譜抗性。該研究為廣譜抗性基因應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。
該研究得到國家自然科學(xué)基金青年基金和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究體系建設(shè)專項資金等項目資助。
植物泛素連接酶MEL調(diào)控植物廣譜抗病機(jī)制模式圖 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所供圖
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