作者:李晨 来源:科学网 发布时间:2019/8/26 18:24:49
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抗稻瘟病新基因被克隆

 

8月23日,《细胞研究》(Cell Research)在线发表中国工程院院士万建民团队有关水稻抗稻瘟病分子机制的最新进展。他们克隆了调控水稻先天免疫的新基因OsCNGC9,并对其影响水稻苗期稻瘟病抗性的分子机制进行了深入研究。

植物主要依靠自身的免疫系统抵御病原的入侵。在模式触发的免疫反应(PTI)中,植物通过定位于细胞膜上的模式识别受体(PRRs)识别病原相关分子模式(PAMP),从而激活PTI反应。细胞质中钙离子浓度的瞬时上升一直被认为是植物PTI反应的早期核心事件之一,但水稻中负责介导这一过程的钙离子通道仍然未知。

论文共同第一作者、南京农业大学王家昌博士介绍,该团队以一个苗期稻瘟病抗性减弱的水稻突变体为材料,通过图位克隆的方法获得了一个编码环核苷酸离子通道蛋白的基因OsCNGC9,该基因对水稻苗期稻瘟病抗性具有正向调控作用,并被进一步鉴定为一个钙离子通道蛋白。

论文作者、中国农科院作物科学研究所副研究员任玉龙介绍,在水稻PTI过程中,OsCNGC9积极调控PAMP诱导的胞外钙离子内流、活性氧爆发和PTI相关基因的表达。进一步研究还发现,一个水稻PTI相关的类受体激酶OsRLCK185可以与OsCNGC9互作,通过将其磷酸化从而改变其通道活性。使OsCNGC9过表达可以显著提高水稻的PTI反应和苗期稻瘟病抗性,这初步展现了OsCNGC9在水稻抗病遗传改良中的潜在应用价值。

万建民认为,该研究建立了一条从病原菌识别到钙离子通道激活的免疫信号传导途径,填补了植物模式触发的免疫反应中缺失的重要一环,也为利用OsCNGC9进行水稻抗病遗传改良提供了理论基础。

该研究由南京农业大学与中国农业科学院作物科学研究所全面合作完成,部分工作分别与中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所、中国科学院遗传与发育生物学研究所等单位合作完成。研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目的资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41422-019-0219-7

 
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