OsCNGC9調(diào)控水稻苗期稻瘟病抗性的模式圖

8月23日，《細(xì)胞研究》(Cell Research)在線發(fā)表中國(guó)工程院院士萬建民團(tuán)隊(duì)有關(guān)水稻抗稻瘟病分子機(jī)制的最新進(jìn)展。他們克隆了調(diào)控水稻先天免疫的新基因OsCNGC9，并對(duì)其影響水稻苗期稻瘟病抗性的分子機(jī)制進(jìn)行了深入研究。

植物主要依靠自身的免疫系統(tǒng)抵御病原的入侵。在模式觸發(fā)的免疫反應(yīng)(PTI)中，植物通過定位于細(xì)胞膜上的模式識(shí)別受體(PRRs)識(shí)別病原相關(guān)分子模式(PAMP)，從而激活PTI反應(yīng)。細(xì)胞質(zhì)中鈣離子濃度的瞬時(shí)上升一直被認(rèn)為是植物PTI反應(yīng)的早期核心事件之一，但水稻中負(fù)責(zé)介導(dǎo)這一過程的鈣離子通道仍然未知。

論文共同第一作者、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)王家昌博士介紹，該團(tuán)隊(duì)以一個(gè)苗期稻瘟病抗性減弱的水稻突變體為材料，通過圖位克隆的方法獲得了一個(gè)編碼環(huán)核苷酸離子通道蛋白的基因OsCNGC9，該基因?qū)λ久缙诘疚敛】剐跃哂姓蛘{(diào)控作用，并被進(jìn)一步鑒定為一個(gè)鈣離子通道蛋白。

論文作者、中國(guó)農(nóng)科院作物科學(xué)研究所副研究員任玉龍介紹，在水稻PTI過程中，OsCNGC9積極調(diào)控PAMP誘導(dǎo)的胞外鈣離子內(nèi)流、活性氧爆發(fā)和PTI相關(guān)基因的表達(dá)。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，一個(gè)水稻PTI相關(guān)的類受體激酶OsRLCK185可以與OsCNGC9互作，通過將其磷酸化從而改變其通道活性。使OsCNGC9過表達(dá)可以顯著提高水稻的PTI反應(yīng)和苗期稻瘟病抗性，這初步展現(xiàn)了OsCNGC9在水稻抗病遺傳改良中的潛在應(yīng)用價(jià)值。

萬建民認(rèn)為，該研究建立了一條從病原菌識(shí)別到鈣離子通道激活的免疫信號(hào)傳導(dǎo)途徑，填補(bǔ)了植物模式觸發(fā)的免疫反應(yīng)中缺失的重要一環(huán)，也為利用OsCNGC9進(jìn)行水稻抗病遺傳改良提供了理論基礎(chǔ)。

該研究由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所全面合作完成，部分工作分別與中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等單位合作完成。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助。

標(biāo)簽： 中國(guó)工程院 克隆