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在Cell子刊《發育細胞》（Developmental Cell）上發表了題為“Antagonistic control of rice immunity against distinct pathogens by the two transcription modules via salicylic acid and jasmonic acid pathways”的研究論文。該研究報道了轉錄模塊OsEIL3-OsWRKY28和OsEIL3-OsERF040介導的轉錄重編程和激素防御途徑調控水稻對不同營養型病原菌的免疫機制。
水稻是我國重要的糧食作物，由死體營養型病原菌紋枯菌（Rhizoctonia solani）、半活體營養型病原菌稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）和活體營養型病原菌白葉枯菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）侵染水稻引起的紋枯病、稻瘟病和白葉枯病是嚴重影響水稻生產的三種重要病害。由于病原菌不同的生活方式，植物增強對死體營養型病原菌防御能力的同時可能會削弱對活體營養型病原菌的抗性，反之亦然。然而，植物對死體和活體營養型病原菌抗病性的調控機制尚不清楚。
本研究發現敲除轉錄因子OsEIL3增強水稻對紋枯菌的抗性，而減弱對稻瘟菌和白葉枯菌的抗性。在正常條件下，OsEIL3通過直接激活ERF轉錄因子OsERF040的轉錄而抑制WRKY轉錄因子OsWRKY28的轉錄進而調控水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號傳導，以促進水稻生長發育。紋枯菌侵染水稻能夠增強OsEIL3與OsWRKY28啟動子的結合，削弱OsEIL3與OsERF040啟動子的結合，抑制水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號傳導，減弱水稻的抗病性。有意思的是，稻瘟菌或白葉枯菌侵染能夠增強OsEIL3與OsERF040啟動子的結合，削弱OsEIL3與OsWRKY28啟動子的結合，促進水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號傳導，增強水稻的抗病性。該研究揭示了水稻應對死體和活體病原菌侵染的不同調控機制，為水稻抗病分子育種提供了理論基礎。
中國農業科學院植物保護研究所博士研究生朱曉穎為論文第一作者。中國農業科學院植物保護研究所王旭麗副研究員為文章的共同通訊作者。河北農業大學石承民教授、揚州大學左示敏教授和天津市農業科學院閆雙勇副研究員等參與了該研究。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和國家轉基因專項等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.03.033
日期：2024-05-05
水稻是我國重要的糧食作物，由死體營養型病原菌紋枯菌（Rhizoctonia solani）、半活體營養型病原菌稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）和活體營養型病原菌白葉枯菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）侵染水稻引起的紋枯病、稻瘟病和白葉枯病是嚴重影響水稻生產的三種重要病害。由于病原菌不同的生活方式，植物增強對死體營養型病原菌防御能力的同時可能會削弱對活體營養型病原菌的抗性，反之亦然。然而，植物對死體和活體營養型病原菌抗病性的調控機制尚不清楚。
本研究發現敲除轉錄因子OsEIL3增強水稻對紋枯菌的抗性，而減弱對稻瘟菌和白葉枯菌的抗性。在正常條件下，OsEIL3通過直接激活ERF轉錄因子OsERF040的轉錄而抑制WRKY轉錄因子OsWRKY28的轉錄進而調控水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號傳導，以促進水稻生長發育。紋枯菌侵染水稻能夠增強OsEIL3與OsWRKY28啟動子的結合，削弱OsEIL3與OsERF040啟動子的結合，抑制水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號傳導，減弱水稻的抗病性。有意思的是，稻瘟菌或白葉枯菌侵染能夠增強OsEIL3與OsERF040啟動子的結合，削弱OsEIL3與OsWRKY28啟動子的結合，促進水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號傳導，增強水稻的抗病性。該研究揭示了水稻應對死體和活體病原菌侵染的不同調控機制，為水稻抗病分子育種提供了理論基礎。
中國農業科學院植物保護研究所博士研究生朱曉穎為論文第一作者。中國農業科學院植物保護研究所王旭麗副研究員為文章的共同通訊作者。河北農業大學石承民教授、揚州大學左示敏教授和天津市農業科學院閆雙勇副研究員等參與了該研究。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和國家轉基因專項等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.03.033
日期：2024-05-05
