近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民院士團(tuán)隊揭示了病毒通過“劫持”油菜素內(nèi)酯途徑進(jìn)而抑制茉莉酸介導(dǎo)的水稻條紋葉枯病抗性的新機(jī)制,為通過分子設(shè)計育種培育水稻條紋葉枯病抗性品種提供了理論依據(jù)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在 《公共科學(xué)圖書館-病原學(xué)(PLoS Pathogens)》上。
水稻條紋葉枯病是由灰飛虱傳播的一種病毒病,一旦得病便無藥可治,因此,被稱為“水稻癌癥”。培育抗性品種是防治水稻條紋葉枯病最經(jīng)濟(jì)、有效的途徑。該團(tuán)隊前期利用已經(jīng)建立的規(guī)?;緱l紋葉枯病抗性鑒定技術(shù)體系,克隆了首個水稻抗條紋葉枯病抗性基因STV11,并創(chuàng)建了分子標(biāo)記聚合育種技術(shù)體系,有效解決了我國南方粳稻區(qū)受條紋葉枯病危害的難題。但水稻條紋病毒與水稻互作的分子機(jī)制仍然未知。
該團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn),增加外源或內(nèi)源油菜素類固醇和茉莉酸及增強(qiáng)2種激素的信號途徑,均可顯著提高水稻對條紋葉枯病的抗性;相反,油菜素類固醇或茉莉酸信號受阻時,水稻更易感病。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),條紋葉枯病毒侵染水稻可以顯著抑制植株內(nèi)源性油菜素類固醇的合成,進(jìn)而增加其信號途徑關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子OsGSK2 的積累。通過實(shí)驗證實(shí)OsGSK2可以與茉莉酸途徑的關(guān)鍵正調(diào)控因子互作,通過磷酸化使其降解,從而降低了油菜素類固醇增強(qiáng)的條紋葉枯病抗性,表明油菜素類固醇介導(dǎo)的條紋葉枯病抗性依賴于茉莉酸途徑。上述研究揭示了病毒通過作用于類固醇途徑,進(jìn)而抑制茉莉酸介導(dǎo)的條紋葉枯病抗性的分子機(jī)制,加深了人們對病毒與寄主相互作用的認(rèn)識,為利用分子育種技術(shù)培育抗性品種提出了新策略。
該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金等項目資助。