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水稻多曬太陽不易得稻瘟病

來 源:PNAS
發布時間:2019-08-17

稻瘟病是水稻生產上的毀滅性病害,在陰雨連綿、光照不足時常常會大暴發,但是其機制至今仍不清楚。近日,南京農業大學張正光課題組研究發現,有些水稻品種在光照較弱時,稻瘟病發病嚴重,而光照強時,則發病弱。相關研究成果發表于美國《國家科學院院刊》。

研究表明,水稻體內有一種專門負責吸收和傳遞光能的水稻捕光復合體(LHC)家族,其成員之一LHCB5,正常情況下會與其工作伙伴PsbS(一種電子轉運相關蛋白)一起在葉綠體中組團工作。張正光團隊發現,在光照條件下,稻瘟病菌入侵水稻時,LHCB5的第24位蘇氨酸發生磷酸化,在水稻體內拉起“戰時警報”。

張正光介紹,水稻“戰時警備”狀態下,LHCB5會一反常態,加速向葉綠體中積累,撇開老朋友PsbS,自身以“三人特別行動隊”的方式快速聚合。大量特別行動隊在葉綠體中快速集合“巡邏”和“戒嚴”,導致葉綠體正常的電子行動不便,轉運速率下降,這些電子在葉綠體中大量積累,與氧氣合作,誘發葉綠體中活性氧的迸發,喚醒了葉綠體內專門的抗病相關基因,從而提高了水稻對稻瘟病菌的抗病性。

該研究同時分析了3000份水稻種質資源,發現LHCB5基因的啟動子區域存在豐富的多態性位點(SNPs),不同的SNPs決定著LHCB5基因轉錄水平的高低,并且在粳稻和秈稻品種中存在明顯分化,粳稻中LHCB5的轉錄水平顯著高于秈稻品種。

論文第一作者、南京農業大學植保學院劉木星解釋道,進一步對200多份水稻材料進行轉錄水平和抗性關聯性分析,發現LHCB5的轉錄水平與抗性呈正相關,且LHCB5超表達的轉基因水稻對稻瘟病菌不同的小種表現出廣譜抗性。(來源:中國科學報 李晨 陳潔)

相關論文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.1905123116

 
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