遺傳發育所在水稻抗病蛋白引發的防衛信號轉導研究中獲新發現

抗病蛋白是植物免疫的重要成員，以NLR類蛋白居多，以水稻為例，其基因組中就擁有超過400個編碼NLR蛋白的基因，由此可見NLR蛋白對植物免疫的重要性。作為免疫受體，抗病蛋白能引發對多種病原微生物以及昆蟲的防衛反應，從而賦予植物對病原小種的免疫性。目前已知的抗病蛋白數量不少，但從病原物被抗病蛋白所識別，到防衛反應的建成，人們對其中的信號轉導組分的了解并不多。

在水稻生產中，稻瘟病是一種常見的又很難應對的真菌性病害，因此在水稻育種實踐中，育種工作者通常都會自覺地把一些抗稻瘟病基因整合到水稻種質資源中。抗稻瘟病基因與稻瘟病菌之間的這種關系為探究抗病基因引發的防衛信號轉導過程提供了很好的研究材料。在早期的研究中，中國科學院遺傳與發育生物學研究所朱立煌研究組曾從秈稻品種“地谷”中克隆了抗稻瘟病基因Pid3。這是一個典型的NLR類基因。后來的研究又發現，該基因及其等位基因對我國西南稻作區的稻瘟病菌小種表現出較廣的抗性，暗示其在水稻分子育種中的應用價值。因此探明Pid3的工作機理，有著理論與現實的雙重價值。最近，該組研究人員找到了Pid3的一個自發激活突變體，可用來表達、模擬激活狀態的Pid3蛋白。隨后，他們的研究證據表明Pid3引發的稻瘟病抗性依賴于一個位于細胞膜上的小分子鳥苷三磷酸酶OsRac1，這個結果，結合之前的報道，表明OsRac1很可能是NLR抗病蛋白的一個共同的下游信號轉導組分。通過蛋白篩選，研究人員還發現了另一個對Pid3抗性同樣重要的信號轉導組分RAI1。而且證據還表明，Pid3 通過OsRac1實現了對RAI1的調控。因此，OsRac1和RAI1組成了Pid3防衛信號轉導的一條新路徑。這一發現為研究植物抗病蛋白的工作原理，尤其是水稻對稻瘟病的抗病機理研究提供了很好的參考。

以上研究結果目前已發表于New Phytologist 刊物上（DOI：10.1111/nph.15816）。遺傳發育所朱立煌、周壯志分別為該文通訊作者和第一作者。