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《Plant Physiology》发表张红生教授团队“OsSYP121 Accumulates at Fungal Penetration Sites and Mediates Host Resistance to Rice Blast”

发布人: 发布日期:2019-11-13 浏览次数:

415日,Plant Physiology在线发表了南京农业大学张红生教授团队由张红生教授和鲍永美教授合作完成的题为“OsSYP121 accumulates at fungal penetration sites and mediates host resistance to rice blast”的研究论文。该研究首次发现水稻中囊泡运输相关Qa-SNARE蛋白OsSYP121与水稻抗稻瘟病相关,研究结果表明OsSYP121在稻温病菌侵入点下方明显聚集,能够通过抑制稻瘟病菌的侵入来提高抗性,为水稻稻瘟病抗性分子机制研究提供新的思路。

 

 

由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是一种世界性的稻作病害。植物SYP121蛋白是Qa-SNARE蛋白家族成员之一,主要参与了植物细胞中囊泡运输过程。本研究发现OsSYP121在抗性品种黑壳子粳中明显受到稻瘟病菌持续诱导,而在感病品种苏御糯其表达在早期诱导后很快降低到比较低的水平,其他两个基因OsSYP111OsSYP132均没有受到稻瘟病菌诱导,说明OsSYP121的表达与水稻抗稻瘟病有关。进一步将OsSYP121转入感病品种苏御糯中,发现过量表达转基因水稻对稻瘟病菌的抗性显著增强,而干涉表达转基因水稻对稻瘟病菌的抗性显著减弱。有趣的是,将抗性品种黑壳子粳中的OsSYP121干涉表达后,与对照相比转基因水稻的抗性显著降低,说明OsSYP121在黑壳子粳抗稻瘟病过程中起着非常重要的作用,其抗病基因在缺乏OsSYP121的情况下无法实现抗病。为了了解OsSYP121参与抗病过程的抗性机理,我们对各种转基因材料中稻瘟病菌的侵染情况进行显微观察,发现OsSYP121过量表达转基因水稻中稻瘟病菌的侵染受到明显抑制。进一步将连接自身启动子和OsSYP121GFP融合表达载体转入到水稻中,对转基因水稻中OsSYP121GFP融合蛋白在稻瘟病接种后的表达位置进行观察,发现OsSYP121GFP融合蛋白明显聚集在稻瘟病菌侵染下方,说明OsSYP121与抑制稻瘟病的侵染有关。

    通过酵母双杂交方法我们筛选到OsSYP121Qa-SNARE)的互作蛋白为OsSNAP32Qb+Qc-SNARE)和OsVAMP714/724V-SNARE),进一步采用双分子荧光互补的方法(BiFC)验证了OsSYP121OsSNAP32的互作。在这项研究结果中,我们推测OsSYP121参与水稻抗稻瘟病的工作模型为:OsSYP121可以与OsSNAP32VAMP714/724互作形成SNARE蛋白复合体;当面临稻瘟病菌侵染时,OsSYP121将明显聚集在稻瘟病菌侵染点下方以抑制稻瘟病菌的侵入;OsSYP121可能通过影响细胞中囊泡运输过程从而实现水稻对稻瘟病菌的抗性。