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上海生科院在作物免疫和抗病性研究中取得進(jìn)展

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上海生科院在作物免疫和抗病性研究中取得進(jìn)展

摘要: 　　12月15日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Cell HostMicrobe發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院植物生理生態(tài)學(xué)習(xí)所何祖華學(xué)習(xí)組題為An E3 Ubiquitin ligase-BAG Protein Module Controls Plant Innate Immunity and Broad-Spectru ...

　　12月15日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Cell Host  Microbe發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院植物生理生態(tài)學(xué)習(xí)所何祖華學(xué)習(xí)組題為An E3 Ubiquitin ligase-BAG Protein Module Controls Plant Innate Immunity and Broad-Spectrum Disease Resistance（一個(gè)E3連接酶-BAG蛋白分子模塊調(diào)控植物免疫和廣譜抗病性）的學(xué)習(xí)論文。該學(xué)習(xí)成功克隆了廣譜抗病調(diào)控基因EBR1(Enhanced Blight and Blast Resistance 1)，并揭示了水稻E3-BAG蛋白模塊調(diào)控免疫動(dòng)態(tài)平衡與廣譜抗病的分子機(jī)理。
　　植物生理與病理過程有很多細(xì)胞死亡，尤其是植物免疫失控會(huì)產(chǎn)生自身免疫反應(yīng)，但相關(guān)的調(diào)控機(jī)理并不清楚。此外，稻瘟病和白葉枯病是水稻的兩大主要病害，是水稻產(chǎn)量損失的最直接因素。因此，水稻抗病性的學(xué)習(xí)對(duì)于保障全球糧食安全具有重大意義。何祖華學(xué)習(xí)組長(zhǎng)期從事植物抗病及其與生長(zhǎng)發(fā)育途徑互作的學(xué)習(xí)。他們最初在水稻資源庫中篩選到一個(gè)對(duì)稻瘟病和白葉枯高抗的材料，將該材料命名為ebr1 (enhanced blight and blast resistance 1) 。學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)通過圖位克隆的方法成功分離克隆了廣譜抗病調(diào)控基因EBR1。實(shí)驗(yàn)表明，EBR1 基因編碼一個(gè)具有RING結(jié)構(gòu)域的E3泛素連接酶。為了闡明EBR1蛋白調(diào)控細(xì)胞死亡和防衛(wèi)反應(yīng)的分子機(jī)制，學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)通過廣泛的酵母篩庫成功找到了EBR1的下游互作蛋白OsBAG4。BAG (Bcl-2-associated athanogene)蛋白在哺乳動(dòng)物中參與很多細(xì)胞凋亡、免疫疾病、腫瘤等過程。他們的生化實(shí)驗(yàn)證明了OsBAG4是EBR1的底物，EBR1能夠泛素化修飾OsBAG4，促使OsBAG4通過26S蛋白酶體途徑降解。ebr1突變體植株中OsBAG4蛋白累積、OsBAG4過表達(dá)也產(chǎn)生類似ebr1材料的自身免疫表型，而在ebr1背景中將OsBAG4 表達(dá)降低可以抑制其自身免疫表型。進(jìn)一步學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)，ebr1及OsBAG4過表達(dá)的材料中防衛(wèi)激素水楊酸和茉莉酸的含量都顯著提高。學(xué)習(xí)證明EBR1-BAG4模塊主要調(diào)控了植物的PTI免疫途徑，激發(fā)廣譜抗病，并影響生長(zhǎng)發(fā)育途徑。
　　學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為OsBAG4在植物免疫反應(yīng)中扮演重要角色，而EBR1-BAG4模塊調(diào)控了基礎(chǔ)免疫反應(yīng)與植物生長(zhǎng)發(fā)育（產(chǎn)量性狀）的精細(xì)平衡。OsBAG4激活抗病反應(yīng)，而EBR1蛋白則會(huì)阻止OsBAG4蛋白累積，從而將OsBAG4蛋白控制在合理水平，避免植物產(chǎn)生自身免疫，使植物維持正常的生長(zhǎng)發(fā)育。
　　該學(xué)習(xí)得到國(guó)家基金委、中科院先導(dǎo)專項(xiàng)、轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。
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　　上海生科院在作物免疫和抗病性學(xué)習(xí)中取得進(jìn)展
　　來源:上海生命科學(xué)學(xué)習(xí)院　　編輯:葉瑞優(yōu)上海生科院在作物免疫和抗病性研究中取得進(jìn)展  |  責(zé)任編輯：曉木蟲
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