遺傳發(fā)育所在水稻抗病蛋白引發(fā)的防衛(wèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究中獲新發(fā)現(xiàn)

　　抗病蛋白是植物免疫的重要成員，以NLR類蛋白居多，以水稻為例，其基因組中就擁有超過400個編碼NLR蛋白的基因，由此可見NLR蛋白對植物免疫的重要性。作為免疫受體，抗病蛋白能引發(fā)對多種病原微生物以及昆蟲的防衛(wèi)反應(yīng)，從而賦予植物對病原小種的免疫性。目前已知的抗病蛋白數(shù)量不少，但從病原物被抗病蛋白所識別，到防衛(wèi)反應(yīng)的建成，人們對其中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)組分的了解并不多。

 

　　在水稻生產(chǎn)中，稻瘟病是一種常見的又很難應(yīng)對的真菌性病害，因此在水稻育種實(shí)踐中，育種工作者通常都會自覺地把一些抗稻瘟病基因整合到水稻種質(zhì)資源中?？沟疚敛』蚺c稻瘟病菌之間的這種關(guān)系為探究抗病基因引發(fā)的防衛(wèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程提供了很好的研究材料。在早期的研究中，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所朱立煌研究組曾從秈稻品種“地谷”中克隆了抗稻瘟病基因Pid3。這是一個典型的NLR類基因。后來的研究又發(fā)現(xiàn)，該基因及其等位基因?qū)ξ覈髂系咀鲄^(qū)的稻瘟病菌小種表現(xiàn)出較廣的抗性，暗示其在水稻分子育種中的應(yīng)用價值。因此探明Pid3的工作機(jī)理，有著理論與現(xiàn)實(shí)的雙重價值。最近，該組研究人員找到了Pid3的一個自發(fā)激活突變體，可用來表達(dá)、模擬激活狀態(tài)的Pid3蛋白。隨后，他們的研究證據(jù)表明Pid3引發(fā)的稻瘟病抗性依賴于一個位于細(xì)胞膜上的小分子鳥苷三磷酸酶OsRac1，這個結(jié)果，結(jié)合之前的報道，表明OsRac1很可能是NLR抗病蛋白的一個共同的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)組分。通過蛋白篩選，研究人員還發(fā)現(xiàn)了另一個對Pid3抗性同樣重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)組分RAI1。而且證據(jù)還表明，Pid3 通過OsRac1實(shí)現(xiàn)了對RAI1的調(diào)控。因此，OsRac1和RAI1組成了Pid3防衛(wèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一條新路徑。這一發(fā)現(xiàn)為研究植物抗病蛋白的工作原理，尤其是水稻對稻瘟病的抗病機(jī)理研究提供了很好的參考。

 

　　以上研究結(jié)果目前已發(fā)表于New Phytologist 刊物上（DOI:10.1111/nph.15816）。遺傳發(fā)育所朱立煌、周壯志分別為該文通訊作者和第一作者。