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水稻多晒太阳不易得稻瘟病

来 源:PNAS
发布时间:2019-08-17

稻瘟病是水稻生产上的毁灭性病害,在阴雨连绵、光照不足时常常会大暴发,但是其机制至今仍不清楚。近日,南京农业大学张正光课题组研究发现,有些水稻品种在光照较弱时,稻瘟病发病严重,而光照强时,则发病弱。相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。

研究表明,水稻体内有一种专门负责吸收和传递光能的水稻捕光复合体(LHC)家族,其成员之一LHCB5,正常情况下会与其工作伙伴PsbS(一种电子转运相关蛋白)一起在叶绿体中组团工作。张正光团队发现,在光照条件下,稻瘟病菌入侵水稻时,LHCB5的第24位苏氨酸发生磷酸化,在水稻体内拉起“战时警报”。

张正光介绍,水稻“战时警备”状态下,LHCB5会一反常态,加速向叶绿体中积累,撇开老朋友PsbS,自身以“三人特别行动队”的方式快速聚合。大量特别行动队在叶绿体中快速集合“巡逻”和“戒严”,导致叶绿体正常的电子行动不便,转运速率下降,这些电子在叶绿体中大量积累,与氧气合作,诱发叶绿体中活性氧的迸发,唤醒了叶绿体内专门的抗病相关基因,从而提高了水稻对稻瘟病菌的抗病性。

该研究同时分析了3000份水稻种质资源,发现LHCB5基因的启动子区域存在丰富的多态性位点(SNPs),不同的SNPs决定着LHCB5基因转录水平的高低,并且在粳稻和籼稻品种中存在明显分化,粳稻中LHCB5的转录水平显著高于籼稻品种。

论文第一作者、南京农业大学植保学院刘木星解释道,进一步对200多份水稻材料进行转录水平和抗性关联性分析,发现LHCB5的转录水平与抗性呈正相关,且LHCB5超表达的转基因水稻对稻瘟病菌不同的小种表现出广谱抗性。(来源:中国科学报 李晨 陈洁)

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