如何提升水稻抗病能力？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新機制

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊創(chuàng)制了首個植物E3泛素連接酶文庫；并利用該文庫揭示核心E3該泛素連接酶調(diào)控稻瘟病抗性的分子機制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《基因組生物學(xué)（Genome Biology）》。

泛素化修飾是真核生物體內(nèi)最重要的蛋白翻譯后修飾之一，在蛋白降解、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等多個細(xì)胞學(xué)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以往的研究在動植物中已經(jīng)鑒定到大量的泛素化蛋白，但絕大多數(shù)泛素化蛋白對應(yīng)的E3泛素連接酶尚不清楚。

該研究從1515個水稻E3泛素連接酶基因中獲得1499個E3泛素連接酶的全長編碼序列，并以此創(chuàng)制了均一化的酵母文庫（UbE3文庫），該文庫可以高效鑒定已報道的和新的E3泛素連接酶。利用該文庫進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，E3泛素連接酶OsFBK16與水稻多個苯丙氨酶家族成員相互作用，并促進(jìn)其降解；在水稻中超量表達(dá)兩個苯丙氨酶編碼基因或敲除OsFBK16顯著增強了對稻瘟病的抗性，證明OsFBK16通過降解苯丙氨酶蛋白降低了水稻對稻瘟病的抗性。

UbE3文庫是植物中第一個完整的E3泛素連接酶文庫，為構(gòu)建“E3泛素連接酶-泛素化蛋白”互作組奠定了重要基礎(chǔ)。由于泛素化修飾在真核生物中的重要性和保守性，該文庫對其他物種也具有重要的參考和應(yīng)用價值。

該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程等項目的資助。

學(xué)術(shù)支持

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院

制作

光明網(wǎng)科普事業(yè)部

記者

宋雅娟 張蕃