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上海科学家在《自然》期刊发表论文 破解水稻免疫机制“紧箍圈”

北京福建人 新闻中心 2024-05-16 来自:解放日报 作者:上海要闻 访问量:1160
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核心提示:记者黄海华  水稻是我国的主粮。有意思的是,促进水稻营养吸收、生长的丛枝菌根菌与对水稻造成毁灭性病害的稻瘟病菌均属于真菌,细胞表面都覆盖着一种名为“几丁质”的物质。水稻区分“有
记者 黄海华
  水稻是我国的主粮。有意思的是,促进水稻营养吸收、生长的丛枝菌根菌与对水稻造成毁灭性病害的稻瘟病菌均属于真菌,细胞表面都覆盖着一种名为“几丁质”的物质。水稻区分“有益”还是“有害”微生物的关键,在于“长短有别”。短链几丁质可作为共生信号,而长链几丁质会触发抗病免疫反应。但这需要“监管”,若引发过度免疫反应,会阻碍共生关系。水稻如何有效调控,长久以来一直是科研界尚待揭晓的谜团。
  北京时间5月15日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队、张余团队以及何祖华团队在国际学术期刊《自然》发表论文。历时8年,他们在水稻免疫机制研究上取得重大突破,为深入理解植物如何巧妙使用免疫系统这把“双刃剑”来寻求“平衡点”奠定理论基础。
  水稻细胞表面的关键受体蛋白OsCERK1能辨别免疫信号或共生信号。在建立互惠互利的共生关系时,大量短链几丁质会被释放,作为信号通知植物。而病原菌则会极力避免几丁质的泄露,尤其是长链几丁质,以免被植物识别并激活免疫反应。
  王二涛介绍,在无病原菌侵染的时期,一种名为OsCIE1的调控蛋白像“紧箍圈”一样,抑制OsCERK1的活性,防止免疫过度激活。当水稻面临病原菌入侵时,这一调控蛋白限制OsCERK1的能力被抑制,从而解除束缚。此时,免疫信号通路被OsCERK1激活,植物免疫反应启动,抵抗病原菌的侵染。研究团队利用结构生物学方法,精确鉴定了影响“紧箍圈”松紧的关键位点。当这一位点被磷酸化修饰时,OsCERK1就可展现其威力,积极抵御外敌。OsCERK1控制菌根共生的建立,还能协助水稻更高效地吸收磷、氮等关键营养物质,从而减少氮肥使用。
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