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基于轉錄組測序、酵母雙雜交文庫篩選和蛋白質組數據分析，獲得了一個調控水稻條紋病毒侵染的新型C4HC3類型E3泛素連接酶，揭示了泛素連接酶介導的廣譜抗病分子機制。相關研究結果在線發表在《植物細胞(The Plant Cell)》上。
水稻病害是制約水稻產量的重要因素，挖掘新的廣譜抗性基因，從而培育高抗的作物新品種是解決病害問題的有效手段。現已報道的水稻廣譜抗性基因大多以細菌和真菌為抗性靶標，水稻病毒病害作為危害水稻生產的重要病原物，兼顧對水稻病毒的廣譜抗性基因還鮮有報道。
研究發現，泛素連接酶通過兩步完成激發植物免疫信號上調表達，介導廣譜抗性。第一步是利用蛋白氮端結構域的半胱氨酸分子間的二硫鍵作用形成二聚體。第二步，通過蛋白碳端基序識別底物絲氨酸羥甲基轉移酶蛋白，調控對絲氨酸羥甲基轉移酶蛋白的泛素化修飾，形成免疫調控模塊OsMEL-OsSHMT1。通過序列分析發現，利用免疫調控模塊在植物進化過程中具有高度保守特性，還可以調控水稻對條紋葉枯病、稻瘟病及白葉枯病的廣譜抗性。該研究為廣譜抗性基因應用于農業生產提供了理論依據。
該研究得到國家自然科學基金青年基金和現代農業產業技術研究體系建設專項資金等項目資助。(科技日報記者 馬愛平)
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