Plant Physiol | 中國農(nóng)科院植保所揭示E3泛素連接酶OsRING80平衡水稻抗病與生長的分子機制

在作物抗病育種中，如何平衡抗病性與正常生長發(fā)育是長期面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。稻瘟病是稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）引起的一種毀滅性真菌病害，嚴(yán)重威脅全球水稻的安全生產(chǎn)。培育既具優(yōu)良抗稻瘟病特性、又不影響水稻關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的新品種，對實現(xiàn)綠色、可持續(xù)的稻瘟病防控具有重要意義。

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)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Plant Physiology上在線發(fā)表了題為Balancing rice blast resistance and growth through suppression of the E3 ubiquitin ligase OsRING80的研究論文，該研究報道了水稻E3泛素連接酶OsRING80通過調(diào)控DENSE AND ERECT PANICLE 2（DEP2）蛋白穩(wěn)定性，平衡稻瘟病抗性與生長發(fā)育的新機制。

前期研究發(fā)現(xiàn)，水稻直立型密穗基因dep2突變體具有株型緊湊、穗型直立等表型。本研究發(fā)現(xiàn)，dep2突變體對稻瘟病的抗性顯著增強。機制研究發(fā)現(xiàn)，E3泛素連接酶OsRING80通過泛素化修飾促進DEP2蛋白降解。在dep2突變體中，OsRING80的轉(zhuǎn)錄水平顯著下降，說明DEP2可能對OsRING80存在反饋調(diào)控作用。有趣的是，OsRING80功能缺失突變體在顯著提高稻瘟病抗性的同時，未對其他主要農(nóng)藝性狀產(chǎn)生不利影響。

綜上，本研究揭示OsRING80通過精準(zhǔn)調(diào)控DEP2蛋白穩(wěn)定性，參與維持水稻免疫反應(yīng)與生長發(fā)育之間的平衡，為培育兼具廣譜抗病性與優(yōu)良農(nóng)藝性狀的水稻新品種提供了新策略與重要基因資源。

OsRING80平衡水稻免疫與生長

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所和河北農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生侯昕一、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所尤小滿副研究員為論文共同第一作者，寧約瑟研究員和河北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院王樹桐教授為該論文的共同通訊作者。該研究得到了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新專項、國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程和國家重點研發(fā)計劃等項目的資助。

https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf620