《研究揭示水稻生长素响应因子(OsARFs)差异性调控水稻抗矮缩病毒(RDV)的分子机制》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-12-24
  • 近日,PLOS Pathogens杂志发表了来自北京大学生命科学学院李毅教授课题组题为“Auxin response factors (ARFs) differentiallyregulate rice antiviral immune response against rice dwarf virus”的研究论文。揭示了水稻生长素响应因子(OsARFs)差异性调控水稻抗矮缩病毒(RDV)的分子机制。

    水稻矮缩病毒(Rice dwarf virus,RDV)是由叶蝉传播的能够引起大面积水稻感病并严重减产的一种病毒。感染RDV的水稻植株显着矮缩,分孽增多,不抽穗或半抽穗。课题组前期的研究结果表明,RDV编码的外壳蛋白P2与生长素受体OsTIR1竞争性结合OsIAA10,抑制OsIAA10蛋白通过26S蛋白酶体的降解,促进OsIAA10蛋白的积累,进而影响生长素通路的响应和对下游基因的转录,促进了RDV的侵染和病害症状的形成(PLOS Pathogens,2016)。虽然这在一定程度上揭示了生长素信号通路和RDV侵染之间的关系,但是OsIAA10下游具体的抗病分子机制仍不清楚。研究人员通过分子、生化和遗传学等方法,发现RDV侵染后,水稻生长素含量升高,同时外源施加生长素促进OsIAA10蛋白的降解,解除了OsIAA10对其结合的OsARF转录因子的抑制,增强水稻对病毒的抗性。深入研究发现,IAA10 可以与5个ARF转录因子发生相互作用,其中ARF12和16正调控水稻对病毒的抗性,而ARF11负调控水稻对病毒的抗性。ARF12的下游基因OsWRKY13等防御基因参与了抵抗RDV的侵染。综上所述,本研究揭示了OsIAA10-OsARF12-OsWRKY13 介导的信号通路在水稻抗病毒防御和病毒反防御中的重要作用,为水稻抗病分子育种提供了参考。同时该研究也发现,水稻中存在的OsIAA10-OsARF11负调控水稻对病毒的抗病性以及不依赖IAA10的ARF抗病毒通路。

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/6782364.html
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    • 株高和粒型是决定水稻产量的两个重要的农艺性状,油菜素甾醇(BR)在水稻株高和粒型的调控中发挥着重要的作用。目前,水稻中已有较多的BR合成或信号通路相关的基因被克隆,也揭示了部分株高与粒型调控相关的机制,但期间的分子调控网络复杂,仍许多未知有待进一步研究。此外,BR也会与其他激素(如生长素)协同调控水稻株高和粒型,但其中的机制仍然知之甚少。 2023年3月24日,复旦大学罗小金课题组在Frontiers in Plant Science在线发表了题为“The identification and characterization of a plant height and grain length related gene hfr131 in rice”的研究论文。该研究采用功能基因组和群体基因组相结合的方法,揭示了BR与生长素协调调控水稻株高和粒型的机制,发现了有利于提高水稻产量的优势单倍型组合。 该研究以长雄野生稻(Oryza longistaminata)和籼稻187R为遗传材料,构建并鉴定到了一个株高显著变矮、粒长显著变短的近等基因系NIL-hfr131,通过精细定位和基因表达验证,发现hfr131是水稻BR受体基因OsBRI1的新等位基因。在NIL-hfr131的转录组数据中发现多个与赤霉素和生长素相关的基因表达水平发生了显著的变化,表明hfr131可能通过协调多种激素调控水稻株高和粒长。生长素响应因子OsARF17被发现是HFR131的上游调控基因,OsARF17敲除或过表达株系与NIL-hfr131或HFR131过表达株系在株高和粒长上具有相似的表型,结合酵母单杂、ChIP、qPCR等实验进一步证实了OsARF17能够与HFR131启动子区结合,促进HFR131的表达,且OsARF17敲除株系对BR的敏感性显著下降,表明OsARF17-HFR131能够沟通BR和生长素来调节水稻株高和粒长。此外,利用RFGB(https://www.rmbreeding.cn)对OsARF17和HFR131单倍型进行二因素分析,发现OsAFR17Hap1/HFR131Hap6单倍型组合能最为显著的增加水稻粒长,为高效的分子育种提供了重要的分子依据。 复旦大学在读硕士生蓝登勇和上海农科院曹黎明研究员为该论文的并列第一作者,复旦大学罗小金研究员和王莹青年副研究员为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、上海市教委科研创新计划和上海市启明星计划等项目的资助。 论文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2023.1152196/full
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    • 编译者:季雪婧
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