植保所揭示水稻抗稻瘟病新机制

    近日，从中国农业科学院植物保护研究所获悉，该所王国梁研究团队最新研究揭示泛素连接酶底物在水稻抗稻瘟病中的新作用，相关研究结果于8月20日以“拟南芥ELF3在水稻中同源蛋白OsELF-2与泛素连接酶泛素连接酶相互作用并负调节水稻对稻瘟菌的抗耐性”为题在线发表在细胞（Cell）出版社旗下子刊《分子植物》上。宁约瑟副研究员、博士研究生史学涛、王如意是文章的共同第一作者。王国梁研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金以及农科院创新工程的资助。

    在植物中，泛素－蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system, UPS）是细胞内蛋白质降解的主要途径，参与细胞内80%以上蛋白质的降解，泛素/26S蛋白酶体途径涉及对植物生长、发育、逆境胁迫等多方面关键步骤的控制。近来，研究表明泛素介导的蛋白质降解也参与植物防御反应的信号转导。水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，是全球超过一半人口的主要食物。稻瘟病俗称水稻“癌症”，会造成水稻严重减产。因此研究水稻抗瘟防御机制，培育抗稻瘟病的水稻品种对水稻生产意义重大。

    王国梁研究团队在前期研究中发现稻瘟菌效应蛋白（AvrPiz-t）通过靶标水稻的泛素连接酶负调控水稻的免疫系统。此项研究首次鉴定了泛素连接酶在水稻中的互作蛋白，结果显示泛素连接酶特异性的与拟南芥生物钟和开花期调控基因（ELF3）在水稻中的同源蛋白 OsELF3-2相互作用，OsELF3-2突变体和RNAi材料显着增强了对稻瘟菌的抗病性，说明OsELF3-2是水稻免疫的负调控因子，共表达试验结果表明泛素连接酶可促进OsELF3-2蛋白的泛素化降解，表明OsELF3-2是泛素连接酶泛素化的底物，泛素连接酶可通过靶标OsELF3-2调控水稻的免疫系统。这一研究极大丰富了我们对稻瘟菌效应蛋白AvrPiz-t在水稻中靶标蛋白作用机制的认识，有望为提出新的病害防控策略提供新思路。（通讯员 孙爻）