日前，西北農(nóng)林科技大學(xué)單衛(wèi)星教授團(tuán)隊(duì)在植物廣譜抗病性研究方面取得重要進(jìn)展，研究論文“A Mitochondrial RNA Processing Protein Mediates Plant Immunity to a Broad Spectrum of Pathogens by Modulating the Mitochondrial Oxidative Burst”在《The Plant Cell》上刊發(fā)。農(nóng)學(xué)院在讀博士生楊洋為第一作者，單衛(wèi)星教授為通訊作者，德國烏爾姆大學(xué)Patrick Sch?fer教授參與此項(xiàng)工作。
該研究發(fā)現(xiàn)并揭示了參與線粒體RNA加工的PPR蛋白R(shí)TP7及其調(diào)控植物免疫的分子機(jī)制，系統(tǒng)證明了線粒體活性氧（mROS同類性。活性氧（ROS）是植物抗病過程中的重要信號(hào)分子，ROS既可作為毒性分子直接殺死病原菌，同時(shí)也作為信號(hào)分子參與激活免疫信號(hào)通路，目前對(duì)mROS在植物免疫調(diào)控的研究十分有限。與其他病害防控一樣，抗病品種的培育和利用是作物疫霉病防控的最經(jīng)濟(jì)有效的途徑，但由于疫霉菌的毒性變異和進(jìn)化速度快，品種抗性喪失問題突出，探索和利用植物免疫新基因具有重要的理論和實(shí)踐意義。
課題組借助模式植物—疫霉菌親和互作體系，通過抗病突變體鑒定和分析植物免疫負(fù)調(diào)控因子，研究植物對(duì)疫霉菌感病的遺傳基礎(chǔ)，探索抗病育種新策略。研究成功鑒定獲得多個(gè)植物免疫負(fù)調(diào)控因子，命名為RTP（RESISTANCE TO PHYTOPHTHORA PARASITICA）基因。其中RTP7編碼一個(gè)PPR蛋白，結(jié)合免疫功能分析，確認(rèn)了RTP7是一個(gè)新的植物免疫負(fù)調(diào)控因子。通過遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)方法結(jié)合接菌分析，發(fā)現(xiàn)質(zhì)外體ROS不是rtp7突變體抗病的關(guān)鍵機(jī)制，高水平mROS是rtp7抗病突變體表現(xiàn)更強(qiáng)抗性的關(guān)鍵因素。進(jìn)一步研究表明RTP7可能通過ROS調(diào)控SA信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，RTP7和SA信號(hào)通路之間存在反饋調(diào)控，同時(shí)RTP7通過調(diào)控nad7負(fù)調(diào)控植物對(duì)番茄灰霉菌等多種不同類型病原菌的抗性。研究結(jié)果為后續(xù)利用RTP7開展包括馬鈴薯在內(nèi)的重要糧食作物的抗病育種奠定了基礎(chǔ)。
該項(xiàng)研究受到國家有關(guān)項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koac082/6545293
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