水稻抗稻瘟病鈣通道蛋白調控分子機制揭示

科技日報北京8月26日電(記者 瞿劍) 據中國農科院最新消息，該院作物科學研究所萬建民院士團隊克隆了調控水稻先天免疫的新基因OsCNGC9，并對其影響水稻苗期稻瘟病抗性的分子機制進行了深入研究。相關研究成果在線發表于《細胞研究》。

該研究建立了一條從病原菌識別到鈣離子通道激活的免疫信號傳導途徑，填補了植物模式觸發的免疫反應中缺失的重要一環，也為利用OsCNGC9基因進行水稻抗病遺傳改良提供了理論基礎。

萬建民介紹，稻瘟病嚴重危害水稻產量和品質，是世界范圍內最具破壞性的水稻病害之一。植物主要依靠自身的免疫系統抵御外界病原物的入侵，但水稻中負責介導模式觸發的免疫反應(PTI)過程的鈣離子通道迄今仍然未知。

該團隊以一個苗期稻瘟病抗性減弱的水稻突變體為材料，通過圖位克隆的方法獲得了一個編碼環核苷酸離子通道蛋白的基因OsCNGC9，該基因對水稻苗期稻瘟病抗性具有正向調控作用。OsCNGC9基因被進一步鑒定為一個鈣離子通道蛋白。在水稻PTI過程中，OsCNGC9基因積極調控PAMP誘導的胞外鈣離子內流、活性氧爆發和PTI相關基因的表達。進一步研究還發現，一個水稻PTI相關的類受體激酶OsRLCK185可以與OsCNGC9基因互作，通過將其磷酸化從而改變其通道活性。使OsCNGC9基因過表達可以顯著提高水稻的PTI反應和苗期稻瘟病抗性，這初步展現了OsCNGC9基因在水稻抗病遺傳改良中的潛在應用價值。

中科院上海生命科學研究院植物生理生態研究所和中科院遺傳與發育生物學研究所參與了部分研究工作。