一種進化保守的蛋白模塊可賦予水稻廣譜抗性

近日，中國農業科學院植保所作物病原生物功能基因組研究創新團隊在《植物細胞》（The Plant Cell）在線發表研究論文，該研究揭示了一種進化保守的免疫調控模塊，并系統解析了其介導的廣譜抗病分子機制。

水稻是全球一半以上人口的主要食物來源。水稻病害是制約水稻產量的重要因素，挖掘新的廣譜抗性基因從而培育高抗的作物新品種是解決病害問題的有效手段。目前已報道的水稻廣譜抗性基因大多以細菌和真菌為抗性靶標，水稻病毒病害作為危害水稻生產的重要病原物，兼顧對水稻病毒的廣譜抗性基因還鮮有報道。

該研究基于轉錄組測序、酵母雙雜交文庫和蛋白質組數據分析，篩選到一個調控水稻條紋病毒侵染的新型泛素連接酶MEL。研究發現MEL通過識別并降解植物光呼吸通路中的核心因子絲氨酸羥甲基轉移酶SHMT1激發植物免疫信號，如誘導線粒體活性氧積累、激活絲裂原活化蛋白激酶通路以及誘導病程相關基因上調表達，賦予植物廣譜抗病性。

通過生化及遺傳學實驗，該研究發現MEL介導廣譜抗性的分子機制。

研究人員通過序列分析發現，MEL在植物進化過程中高度保守，水稻OsMEL-OsSHMT1蛋白模塊能夠調控水稻對水稻條紋葉枯病、稻瘟病及水稻白葉枯病的廣譜抗性。

該研究系統解析了植物一個新型、進化保守的廣譜抗性MEL-SHMT1蛋白模塊及其抗性分子機制，為廣譜抗性基因MEL應用于農業生產提供了理論依據。

博士后傅帥和博士研究生王坤為該論文第一作者，周雪平教授為通訊作者。該研究得到國家自然科學青年基金和現代農業產業技術研究體系專項資金等項目資助。