中國農業(yè)科學院植保所揭示過氧化物酶體受體介導水稻抗稻瘟病的新機制

　　近日，中國農業(yè)科學院植物保護研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團隊在細胞子刊《細胞通訊》（Cell Reports）上發(fā)表了題為“The rice peroxisomal receptor PEX5 negatively regulates resistance to rice blast fungus  Magnaporthe oryzae ”的研究論文。該研究報道了過氧化物酶體受體OsPEX5通過APIP6-OsPEX5-OsALDH2B1層級調控水稻抗稻瘟病的分子機制。

 

　　水稻作為重要的糧食作物，為世界上50%以上的人口提供食物。稻瘟病是水稻生長過程中最嚴重的真菌病害之一，對糧食安全造成巨大威脅。鑒定水稻抗稻瘟病相關基因并解析其分子機制，對培育水稻抗病新品種和開發(fā)病害防控新策略具有重要意義。已有研究表明過氧化物酶體與植物免疫反應中的活性氧（ROS）息息相關，過氧化物酶體受體PEX5是過氧化物酶體穩(wěn)態(tài)調控的重要組分，然而PEX5是否參與植物免疫尚不清楚。

 

　　本研究發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體受體OsPEX5在水稻免疫過程中發(fā)揮著重要作用。在水稻中沉默OsPEX5基因，增強了幾丁質誘導的ROS積累、防御相關基因的表達以及對稻瘟病菌的抗性。進一步發(fā)現(xiàn)OsPEX5與正調控水稻免疫的E3泛素連接酶APIP6相互作用。APIP6泛素化修飾OsPEX5，通過26S蛋白酶體途徑促進其降解。此外，OsPEX5與水稻生長防御平衡關鍵因子乙醛脫氫酶OsALDH2B1相互作用。OsPEX5穩(wěn)定OsALDH2B1蛋白的積累，增強OsALDH2B1對防御相關基因OsAOS2的轉錄抑制活性。該研究率先證明過氧化物酶體受體PEX5在植物免疫過程中發(fā)揮著關鍵作用，闡明E3泛素連接酶靶向過氧化物酶體受體的層級調節(jié)機制，為稻瘟病綜合防控和培育抗病品種提供了重要的理論基礎和基因資源。

 

　　中國農業(yè)科學院植物保護研究所尤小滿副研究員為論文的第一作者，寧約瑟研究員為論文通訊作者。中國農業(yè)科學院作物科學研究所萬建民院士為本研究提供了大力支持。中國農業(yè)科學院作物科學研究所朱杉杉副研究員、湖南農業(yè)大學肖應輝教授、王丹副教授等參與了該研究。該研究得到國家重點研發(fā)計劃青年科學家項目、國家自然科學基金國際合作與交流項目和中國農業(yè)科學院創(chuàng)新工程基礎科學中心等項目的資助。

 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.113315