近日，中國農業(yè)科學院植物保護研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團隊在Science子刊《科學進展》（Science Advances）上發(fā)表了題為“Ubiquitination of OsCSN5 by OsPUB45 activates immunity by modulating the OsCUL3a-OsNPR1 module”的研究論文。該研究報道了E3泛素連接酶OsPUB45通過泛素化降解OsCSN5調控OsCUL3a-OsNPR1模塊，調控水稻廣譜抗病的新機制。
COP9信號復合體（COP9 signalosome, CSN）是真核生物中高度保守的蛋白復合物。CSN5是關鍵的催化亞基，在動植物發(fā)育和免疫中發(fā)揮著重要作用，然而CSN5在植物免疫中如何發(fā)揮作用以及其蛋白穩(wěn)態(tài)如何被調控還不清楚。
本研究發(fā)現，在水稻中抑制表達OsCSN5增強了對稻瘟病和白葉枯病的抗病性且不影響水稻正常生長。利用團隊創(chuàng)制的水稻E3泛素連接酶文庫（UbE3）篩選到OsCSN5的E3泛素連接酶OsPUB45，OsPUB45泛素化并通過26S蛋白酶體系統(tǒng)促進OsCSN5降解。進一步發(fā)現OsCSN5通過穩(wěn)定OsCUL3a，進而促進抗病正調控因子OsNPR1的降解負調控抗病性。在水稻中過量表達OsPUB45，則會抑制OsCUL3a蛋白積累，進而促進OsNPR1蛋白穩(wěn)定性，反之敲除OsPUB45則會抑制OsNPR1蛋白積累。本研究證明COP9信號復合體亞基OsCSN5是水稻廣譜抗病的關鍵感病因子，在植物中首次發(fā)現調控CSN5蛋白穩(wěn)態(tài)的E3泛素連接酶，并深入解析了CSN5蛋白的穩(wěn)態(tài)調控和廣譜抗病機制，為培育廣譜抗病新品種提供了重要理論基礎和候選基因。
中國農業(yè)科學院植物保護研究所和深圳農業(yè)基因組研究所聯(lián)合培養(yǎng)博士后張重陽，中國農科院植保所和比利時列日大學聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生房良為論文的共同第一作者，中國農業(yè)科學院植物保護研究所寧約瑟研究員和王如意副研究員為論文的通訊作者。江蘇里下河地區(qū)農業(yè)科學研究所李愛宏研究員、肖寧研究員，寧波大學羊健研究員，深圳農業(yè)基因組研究所阮玨研究員等也參與了研究工作。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金和中國農科院農業(yè)科技創(chuàng)新工程等項目的資助。
論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr2441
