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研究成果

Journal of Experimental Botany——陈功友教授课题组揭示水稻基础转录因子TFIIAγ不参与水稻白叶枯病Xa1抗性的激活与抑制

发布时间:2021-02-07 

2021年2月5日,Journal of Experimental Botany在线发表了大赢家体育陈功友教授课题组题为“TALE-triggered and iTALE-suppressed Xa1 resistance to bacterial blight is independent of OsTFIIAγ1 or OsTFIIAγ5 in rice”的研究文章,报道了水稻白叶枯病Xa1抗性作用机制解析的最新研究成果,水稻基础转录因子OsTFIIAγ1和OsTFIIAγ5不参与Xa1抗性的激活和抑制。

稻黄单胞菌稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)引起的水稻白叶枯病是水稻生产中最重要的细菌性病害,威胁水稻生产安全。本实验室2016年联合美国密苏里大学-哥伦比亚分校植物科学系唐纳德-丹佛斯植物科学中心Bing Yang教授研究组,报道了黄单胞菌任一典型结构TALE蛋白可激活由NLR类抗病基因Xa1介导的抗性,而病原菌进化出的非典型结果的iTALE蛋白可抑制Xa1抗性https://www.nature.com/articles/ncomms13435)。Xa1抗性被TALE激活被iTALE抑制的机理未知。

黄单胞菌TALE蛋白需要与植物基础转录因子TFIIAγ形成复合体启动寄主靶标基因的转录表达。本研究通过体外生化试验与转基因水稻材料的抗病性测定,不仅发现了TALE和iTALE蛋白都能够与OsTFIIAγ1和OsTFIIAγ5互作,而且还发现TALE激活和iTALE抑制Xa1抗性,不依赖于水稻基础转录因子OsTFIIAγ1和OsTFIIAγ5。同时,还明确了Xa1定位于植物细胞核,提示Xa1抗性的激活与抑制发生在植物细胞核中。

水稻Xa1抗性可被稻黄单胞菌95%以上的菌株所克服,原因在于这些菌株均含有iTALE,这也是Xa1基因在水稻白叶枯病抗病育种中不被广泛应用的原因。经非寄主烟草上HR测定和平行试验,推测Xa1抗性的激发和抑制可能是通过与水稻中未知因子在蛋白质水平上相互作用的结果。因此,解析Xa1抗性被抑制的机理,将为培育广谱持久抗白叶枯病水稻具有重要的实践意义。

大赢家体育博士研究生徐夏萌为论文第一作者,陈功友教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重点项目(31830072)、国家七大作物育种专项(2016YFD0100601)和国家转基因作物重大专项((2016ZX08001-002)的资助。

论文链接:https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erab054/6129302

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