华南农业大学陈志强研究团队发现水稻白叶枯病抗性调控新机制

来源：植物科学最前沿

水稻是我国重要的粮食作物，但是水稻生产中常遭受到各类病原菌的侵染，其中由黄单孢杆菌Xanthomonas oryzae pv. Oryzae引起的水稻白叶枯病危害较为严重。白叶枯菌侵染水稻后会引起宿主产生一系列的免疫反应，其中活性氧（ROS，Reactive Oxygen Species）信号参与调控的免疫网络较为复杂。ROS信号的爆发与清除过程中，植物第三类过氧化物酶家族基因（Prx）起到了关键作用，该家族基因同时受到病原菌侵染的诱导而表达量升高，但是Prx基因所参与调控细菌性白叶枯抗性的机制并不清楚。

JIPB近日在线发表了华南农业大学陈志强研究团队（国家植物航天育种工程技术研究中心）题为“The Class III Peroxidase gene OsPrx30, Transcriptionally Modulated by the AT-hook Protein OsATH1, Mediates Rice Bacterial Blight-induced ROS Accumulation”的研究论文。该研究发现了一个水稻第三类过氧化物酶基因OsPrx30，它通过调节过氧化物酶体（POD，Peroxidase）活性与ROS的含量来调节白叶枯病抗性，而OsPrx30的表达又受到含有AT-hook结构域的转录调节因子OsATH1的调控，进一步的研究揭示OsATH1通过调节OsPrx30启动子区内的组蛋白H3乙酰化水平进而影响OsPrx30表达以调控白叶枯病抗性。

OsATH1通过调节OsPrx30的表达参与调控白叶枯病抗性的分子机制

陈志强团队研究发现：OsPrx30的表达量受到白叶枯病原菌的诱导。该基因在根、茎、叶中的表达量相对较高，其编码的分泌蛋白主要定位于内质网。过表达OsPrx30会导致过氧化物酶体活性增加并降低ROS含量，使植株呈现出感病的表型，敲除OsPrx30则结果相反，推测OsPrx30为白叶枯病抗性的负调控基因。此外，OsPrx30的表达量受到转录因子OsATH1的调控，敲除OsATH1后OsPrx30表达量升高，植株表现为感病。进一步的研究发现，OsATH1编码蛋白能通过其AT-hook基序结合到OsPrx30启动子区域内的富含AT碱基序列，进而调节染色体组蛋白H3的乙酰化水平以调控OsPrx30的表达。该研究揭示了OsPrx30在调控白叶枯抗病反应中的重要功能及Prx家族基因的转录表达模式。

陈志强团队除了关注水稻等新品种的培育与应用示范外，近年来也陆续开展了一批重要航天搭载突变体材料与品质、抗性等相关的重要调控机理的研究工作，所取得的研究成果较好的促进了中心的育种理论水平的提高，对加快水稻新品种培育具有重大的推动作用。已毕业博士生刘浩（广东省农业科学院作物研究所）、董双玉（深圳大学）、在读硕士生李明、博士生古丰玮为论文的共同第一作者，陈志强教授与王加峰副研究员为论文的通讯作者。该研究得到了广东省自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、国家自然科学基金以及广东省重点研发计划等项目的资助。