在作物抗病育種中,如何平衡抗病性與正常生長發育是長期面臨的關鍵挑戰。稻瘟病是稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)引起的一種毀滅性真菌病害,嚴重威脅全球水稻的安全生產。培育既具優良抗稻瘟病特性、又不影響水稻關鍵農藝性狀的新品種,對實現綠色、可持續的稻瘟病防控具有重要意義。
近日,中國農業科學院植物保護研究所作物病原生物功能基因組研究創新團隊在Plant Physiology上在線發表了題為Balancing rice blast resistance and growth through suppression of the E3 ubiquitin ligase OsRING80的研究論文,該研究報道了水稻E3泛素連接酶OsRING80通過調控DENSE AND ERECT PANICLE 2(DEP2)蛋白穩定性,平衡稻瘟病抗性與生長發育的新機制。
前期研究發現,水稻直立型密穗基因dep2突變體具有株型緊湊、穗型直立等表型。本研究發現,dep2突變體對稻瘟病的抗性顯著增強。機制研究發現,E3泛素連接酶OsRING80通過泛素化修飾促進DEP2蛋白降解。在dep2突變體中,OsRING80的轉錄水平顯著下降,說明DEP2可能對OsRING80存在反饋調控作用。有趣的是,OsRING80功能缺失突變體在顯著提高稻瘟病抗性的同時,未對其他主要農藝性狀產生不利影響。
綜上,本研究揭示OsRING80通過精準調控DEP2蛋白穩定性,參與維持水稻免疫反應與生長發育之間的平衡,為培育兼具廣譜抗病性與優良農藝性狀的水稻新品種提供了新策略與重要基因資源。
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OsRING80平衡水稻免疫與生長
中國農業科學院植物保護研究所和河北農業大學聯合培養碩士研究生侯昕一、中國農業科學院植物保護研究所尤小滿副研究員為論文共同第一作者,寧約瑟研究員和河北農業大學植物保護學院王樹桐教授為該論文的共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院青年創新專項、國家自然科學基金、中國農科院農業科技創新工程和國家重點研發計劃等項目的資助。
https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf620
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