近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Cell子刊《發(fā)育細(xì)胞》（Developmental Cell）上發(fā)表了題為“Antagonistic control of rice immunity against distinct pathogens by the two transcription modules via salicylic acid and jasmonic acid pathways”的研究論文。該研究報(bào)道了轉(zhuǎn)錄模塊OsEIL3-OsWRKY28和OsEIL3-OsERF040介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄重編程和激素防御途徑調(diào)控水稻對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)型病原菌的免疫機(jī)制。

 

　　水稻是我國(guó)重要的糧食作物，由死體營(yíng)養(yǎng)型病原菌紋枯菌（Rhizoctonia solani）、半活體營(yíng)養(yǎng)型病原菌稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）和活體營(yíng)養(yǎng)型病原菌白葉枯菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae）侵染水稻引起的紋枯病、稻瘟病和白葉枯病是嚴(yán)重影響水稻生產(chǎn)的三種重要病害。由于病原菌不同的生活方式，植物增強(qiáng)對(duì)死體營(yíng)養(yǎng)型病原菌防御能力的同時(shí)可能會(huì)削弱對(duì)活體營(yíng)養(yǎng)型病原菌的抗性，反之亦然。然而，植物對(duì)死體和活體營(yíng)養(yǎng)型病原菌抗病性的調(diào)控機(jī)制尚不清楚。

 

　　本研究發(fā)現(xiàn)敲除轉(zhuǎn)錄因子OsEIL3增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯菌的抗性，而減弱對(duì)稻瘟菌和白葉枯菌的抗性。在正常條件下，OsEIL3通過直接激活ERF轉(zhuǎn)錄因子OsERF040的轉(zhuǎn)錄而抑制WRKY轉(zhuǎn)錄因子OsWRKY28的轉(zhuǎn)錄進(jìn)而調(diào)控水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號(hào)傳導(dǎo)，以促進(jìn)水稻生長(zhǎng)發(fā)育。紋枯菌侵染水稻能夠增強(qiáng)OsEIL3與OsWRKY28啟動(dòng)子的結(jié)合，削弱OsEIL3與OsERF040啟動(dòng)子的結(jié)合，抑制水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號(hào)傳導(dǎo)，減弱水稻的抗病性。有意思的是，稻瘟菌或白葉枯菌侵染能夠增強(qiáng)OsEIL3與OsERF040啟動(dòng)子的結(jié)合，削弱OsEIL3與OsWRKY28啟動(dòng)子的結(jié)合，促進(jìn)水楊酸和茉莉酸的生物合成和信號(hào)傳導(dǎo)，增強(qiáng)水稻的抗病性。該研究揭示了水稻應(yīng)對(duì)死體和活體病原菌侵染的不同調(diào)控機(jī)制，為水稻抗病分子育種提供了理論基礎(chǔ)。

 

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士研究生朱曉穎為論文第一作者。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所王旭麗副研究員為文章的共同通訊作者。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)石承民教授、揚(yáng)州大學(xué)左示敏教授和天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院閆雙勇副研究員等參與了該研究。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)等項(xiàng)目的資助。

 

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.03.033