龙岩市农科所信息网
您现在的位置:首页 >> 分类学科 >> 水稻科学 >> 内容

The Plant Journal:储成才实验室在水稻抗病防

时间:2011-12-5 9:15:24 点击:

  核心提示:稻米是全球近半数人口的主粮,但水稻产量常因大量病原微生物或昆虫的严重威胁而减产,通过利用植物抗病基因(R基因)培育抗性品种一直被认为是最经济有效的应对措施。迄今在水稻中已经成功克隆了20个R基因,所有这些R基因都是通过品种间的抗性差异筛选鉴定的,但有关这些R基因介导的水稻抗病防御反应的分子机制仍然知...

转载自:中国科学院遗传与发育生物学研究所

2011-3-25  

The Plant Journal:储成才实验室在水稻抗病防御反应分子机制研究中取得重要进展

稻米是全球近半数人口的主粮,但水稻产量常因大量病原微生物或昆虫的严重威胁而减产,通过利用植物抗病基因(R基因)培育抗性品种一直被认为是最经济有效的应对措施。迄今在水稻中已经成功克隆了20R基因,所有这些R基因都是通过品种间的抗性差异筛选鉴定的,但有关这些R基因介导的水稻抗病防御反应的分子机制仍然知之甚少。

中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室储成才课题组和中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室朱旭东课题组,通过对不同水稻突变体库进行大规模筛选,获得两个不完全显性、叶鞘特异性自主坏死的突变体nls1-1Dnls1-2D。这种自主性坏死斑主要以发育依赖方式出现在叶鞘上,类似于植物抗病防御反应过程中出现的超敏反应(hypersensitive response)。

科学家们通过图位克隆方法鉴定到相应的基因NLS1,该基因编码典型的CC-NB-LRRR蛋白。转基因互补和RNA干扰实验进一步确认NLS1的功能获得性突变导致了突变体特定组织细胞的自主性死亡。与突变体坏死斑形成的模式相一致,NLS1基因在叶鞘上表达最高,且这种表达同样具有发育依赖性。另一方面,在没有出现坏死斑的其他组织同样检测到NLS1相对低水平的表达,表明NLS1可能在特定组织激活特定的抗病防御信号途径从而导致细胞死亡。

nls1-1Dnls1-2D 的突变均是CC-NB-LRRR蛋白NLS1NB结构域上单个氨基酸的替换。随着NLS1这一R蛋白的序列改变,nls1突变体内积累了高水平的水杨酸(SA, salicylic acid),组成性诱导了抗病基因的表达,同时提高了对水稻白叶枯病菌(Xoo)的抗性。与此同时,尽管nls1-1D突变体上坏死斑的表型与其体内NLS1转录本的大量积累有着一定的相关性,但是过表达野生型NLS1基因并不能诱导自主性坏死斑的形成和抗病相关基因PR1b的表达,且没有改变对Xoo病原菌的抗性,表明突变体的表型并非简单的由NLS1的过量表达所引起。因此,nls1-1Dnls1-2D 的突变所引起的单个氨基酸替换导致了NLS1蛋白自主性的激活。

为了探讨nls1-1D植株中SA的高水平积累是否是下游抗病防御途径激活的必需步骤,研究人员通过在野生型和nls1-1D突变体中表达SA水解酶基因NahG,从而获得相应的SA缺失的转基因植株,有趣的是,对这些转基因植株的分析表明,NLS1介导的抗病防御反应并未受到SA的含量和NPR1表达下调的影响。从而表明,NLS1可不依赖于SANPR1信号传递途经激活下游抗病防御反应,这一发现揭示了水稻R基因介导的抗病防御反应的新机制。揭示该研究进展的论文“Semidominant mutations in the CC-NB-LRR-type R gene, NLS1, lead to constitutive activation of defense responses in rice”,于2011223被《The Plant Journal》正式接收,中国科学院遗传与发育生物学研究所唐九友博士和中国水稻研究所朱旭东研究员为共同第1作者。该论文于2011321在线发表。

作者:中国科学院遗传与发育生物学研究所 录入:陈萍萍 来源:转载
共有评论 0相关评论
发表我的评论
  • 大名:
  • 内容:
  • 龙岩市农科所信息网【手机版入口】 © 2020 版权所有 All Rights Reserved.
  • 联系信箱:lynks62@163.com 科管科:0597-5383108 办公室:0597-5383125 闽ICP备16020907号-1