中國(guó)農(nóng)科院植保所揭示水稻抗病新機(jī)制

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所的王國(guó)梁研究團(tuán)隊(duì)對(duì)泛素連接酶SPL11底物SPIN6蛋白在水稻抗病調(diào)控途徑中的作用機(jī)理研究取得新進(jìn)展。相關(guān)研究結(jié)果于2015年2月6日在線發(fā)表在SCI頂尖核心期刊《科學(xué)公共圖書(shū)館病原》上。

泛素蛋白酶體途徑是真核生物體內(nèi)蛋白質(zhì)翻譯后修飾最重要的調(diào)控機(jī)制之一。2004年，有3位科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)了泛素調(diào)解的蛋白質(zhì)降解過(guò)程而獲得了“諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)”。泛素連接酶E3在泛素調(diào)解的蛋白質(zhì)降解過(guò)程中負(fù)責(zé)識(shí)別特異性的底物蛋白，發(fā)揮著重要作用。

水稻稻瘟病和白葉枯病是水稻生產(chǎn)過(guò)程中最嚴(yán)重的真菌性和細(xì)菌性病害，嚴(yán)重影響著我國(guó)的糧食安全生產(chǎn)。前期研究中，王國(guó)梁研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)假病斑突變體SPL11顯著增強(qiáng)了對(duì)水稻稻瘟病和白葉枯病的抗耐性，圖位克隆結(jié)果顯示SPL11編碼U－Box類型泛素連接酶蛋白，但一直沒(méi)有找到泛素連接酶SPL11在水稻中泛素化的底物。本研究表明，SPL11在水稻中與一個(gè)RhoGAP蛋白SPIN6相互識(shí)別，在SPL11蛋白存在情況下，SPIN6蛋白的積累明顯被抑制，說(shuō)明SPL11可以促進(jìn)SPIN6的泛素化降解，SPIN6是SPL11泛素化的底物蛋白。另一方面，SPIN6蛋白具有RhoGAP活性并可將活性狀態(tài)的Os-Rac1蛋白失活，催化OsRac1蛋白的水解，從而抑制Os Rac1介導(dǎo)的水稻抗病防衛(wèi)反應(yīng)。基于以上研究結(jié)果，提出了SPL11－SPIN6－OsRac1調(diào)控水稻抗病防衛(wèi)反應(yīng)的工作模型。這一研究對(duì)提出新的水稻病害防控策略具有重要意義。