自然:中国科学家在水稻对稻瘟病菌广谱抗性的遗传和分子机制方面取得新突破

来源：原创网站2022-01-02 09:54

在一项新的研究中，中国科学院分子植物科学卓越创新中心何祖华课题组报道了一种新的免疫代谢调控网络，在赋予水稻对稻瘟病菌广谱抗性的遗传和分子机制上取得了突破。相关研究成果于2021年12月15日在线发表在《自然》杂志上。

2022年1月2日/Bion/-水稻生产对世界粮食安全非常重要。然而，稻瘟病菌在世界范围内造成了毁灭性的病害和巨大的产量损失。因此，开发和培育广谱抗稻瘟病水稻对保障全球粮食生产具有重要价值。

在一项新的研究中，中国科学院分子植物科学卓越创新中心何祖华课题组报道了一种新的免疫代谢调控网络，在水稻对稻瘟病菌的分子机制和广谱抗性方面取得了突破。相关研究成果于2021年12月15日在线发表在《自然》杂志上，标题为“NLRS卫士冶金协调模式和效应子触发免疫”。

2017年，何祖华课题组鉴定出广谱抗稻瘟病基因Pigm。在这项新的研究中，他们首次发现免疫蛋白PigmR与真菌毒力效应蛋白一起主导军备竞赛，其竞争模式依赖于防御分子产生的关键代谢途径，使基础防御(PTI)和种族特异性防御(ETI)同时进行。

PICI1与PigmR相互作用，调节PigmR介导的稻瘟病抗性和PTI反应。图片来自自然，2021，doi :10.1038/s 14586-021-04219-2。

这些作者首先确定了一种新的植物泛素去除酶- PICI1 -作为水稻中PTI和ETI的免疫中心。PICI1主要通过防御植物激素乙烯的生物合成激活甲硫氨酸介导的免疫，使甲硫氨酸合成酶泛素化并保持这种酶的稳定。然而，PICI1是稻瘟病菌毒力效应子抑制免疫的降解靶标。换句话说，NLR免疫受体，如PigmR，保护PICI1免受效应子介导的降解，以重新启动调节植物免疫的蛋氨酸-乙烯级联。

因此，他们发现了一种以前未知的植物宿主免疫蛋白介导的与病原体的军备竞赛，确保了植物中初级代谢物的生物合成和免疫操作。

此外，作者还发现PICI1的自然变异导致了籼稻和粳稻亚种间稻瘟病抗性的差异，为作物广谱抗稻瘟病提供了潜在的育种目标。(100yiyao.com 100医疗网)

参考文献：

翟可染等。Nature，2021，doi :10.1038/s 14586-021-04219-2。

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