微生物所在水稻抗稻瘟病機制研究中取得進展

　　由稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是危害水稻最嚴重的真菌病害，每年給水稻生產帶來巨大損失，嚴重發病的田塊甚至絕產。在植物抗病機制研究過程中發現，多種植物激素在植物應對外界生物與非生物脅迫過程中發揮重要作用。其中，氣體乙烯被認為是一類逆境激素而受到重視。以往有關乙烯對植物抗病性的研究主要集中在模式植物擬南芥上。但乙烯如何控制水稻對稻瘟菌的抗病機制仍然不甚清楚。有關乙烯信號轉導途徑以及乙烯信號組分在水稻抗病過程中所起的作用至今沒有報道。

　　中國科學院微生物研究所劉俊研究組的研究發現，稻瘟菌侵染水稻后，會激活水稻體內的乙烯合成途徑，并且抗病品種比感病品種積累了較高水平的乙烯。經乙烯處理后的水稻幼苗表現出對稻瘟菌的抗病性，而用乙烯信號抑制劑處理的幼苗則較為感病。利用已經鑒定的乙烯信號組分的突變體和過表達材料，發現乙烯信號傳遞的主調控因子OsEIN2突變后導致水稻對稻瘟病更加敏感，而過表達OsEIN2及其下游轉錄因子OsEIL1的水稻則表現出較強的稻瘟病抗性。這些結果表明水稻的乙烯信號正調控了水稻對稻瘟病的抗病性。轉錄組分析發現稻瘟菌侵染會誘導乙烯、茉莉酸、活性氧相關途徑以及植保素合成途徑基因的表達。進一步的研究發現OsEIN2介導了編碼NADPH氧化酶的基因OsrbohA/B以及茉莉酸合成途徑基因OsOPR4在稻瘟菌侵染后的誘導表達，并且證明了OsEIL1蛋白直接與這些基因的啟動子結合并激活其轉錄。這表明OsEIN2在水稻活性氧的產生、茉莉酸的合成以及隨后的植保素的積累過程中有著重要作用。

　　該研究首次證明在稻瘟菌侵染后，乙烯信號通過激活活性氧的產生和植保素的合成從而調控水稻的抗病性。研究成果已在線發表在《植物學報》（The Plant Journal）上，劉俊課題組的助理研究員楊超為文章的第一作者，劉俊為通訊作者。研究得到了中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金和中科院“百人計劃”啟動經費的資助。