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如何提升水稻抗病能力?科学家发现新机制

来源:光明网-科普中国2022-08-01 09:54

如何提升水稻抗病能力?科学家发现新机制

  中国农业科学院植物保护研究所作物病原生物功能基因组研究创新团队创制了首个植物E3泛素连接酶文库;并利用该文库揭示核心E3该泛素连接酶调控稻瘟病抗性的分子机制。相关研究成果发表在《基因组生物学(Genome Biology)》。

  泛素化修饰是真核生物体内最重要的蛋白翻译后修饰之一,在蛋白降解、转录调控和信号转导等多个细胞学过程中发挥着关键作用。以往的研究在动植物中已经鉴定到大量的泛素化蛋白,但绝大多数泛素化蛋白对应的E3泛素连接酶尚不清楚。

如何提升水稻抗病能力?科学家发现新机制

  该研究从1515个水稻E3泛素连接酶基因中获得1499个E3泛素连接酶的全长编码序列,并以此创制了均一化的酵母文库(UbE3文库),该文库可以高效鉴定已报道的和新的E3泛素连接酶。利用该文库进一步研究发现,E3泛素连接酶OsFBK16与水稻多个苯丙氨酶家族成员相互作用,并促进其降解;在水稻中超量表达两个苯丙氨酶编码基因或敲除OsFBK16显著增强了对稻瘟病的抗性,证明OsFBK16通过降解苯丙氨酶蛋白降低了水稻对稻瘟病的抗性。

  UbE3文库是植物中第一个完整的E3泛素连接酶文库,为构建“E3泛素连接酶-泛素化蛋白”互作组奠定了重要基础。由于泛素化修饰在真核生物中的重要性和保守性,该文库对其他物种也具有重要的参考和应用价值。

  该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院农业科技创新工程等项目的资助。

学术支持

中国农业科学院

制作

光明网科普事业部

记者

宋雅娟 张蕃

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