近日,中國農業(yè)科學院植物保護研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團隊首次發(fā)現(xiàn)植物bZIP類型轉錄因子APIP5具有結合DNA和RNA的雙重活性,在轉錄和轉錄后水平調控水稻細胞死亡和抗病性的新機制,相關研究成果發(fā)表在《核酸研究(Nucleic Acids Research)》上。
稻瘟病是水稻生產上最嚴重的真菌病害之一,解析水稻與稻瘟菌互作機制對開發(fā)病害防控新策略和選育抗病新品種具有重要意義。該團隊前期研究發(fā)現(xiàn)水稻APIP5通過調控次級代謝產物負調控細胞死亡和抗病性。APIP5蛋白包含核定位信號和核輸出信號基序,它在細胞核和細胞質中定位的生物學意義還不清楚。
此次研究發(fā)現(xiàn)核定位信號的突變抑制了APIP5在水稻細胞核中積累,誘導細胞死亡的發(fā)生和增強對稻瘟菌的抗性。APIP5在水稻發(fā)育后期在細胞核中的積累增加,結合細胞壁相關激酶和細胞色素酶基因的啟動子,并抑制二者的表達。這兩個靶標基因分別通過調節(jié)木質素的積累和次級代謝物合成以及活性氧爆發(fā)正調控水稻基礎免疫反應。有趣的是,APIP5還具有結合RNA的活性,稻瘟菌侵染促進其在細胞質RNA加工小體中的富集,特異性地結合兩個水稻抗病和細胞死亡相關基因的mRNA序列促進其降解,在轉錄后水平調控水稻基礎免疫反應。因此,該研究揭示植物轉錄因子通過在細胞核和細胞質中穿梭協(xié)同調控免疫反應的新機制,為水稻病害防控策略的開發(fā)提供新思路。
該研究得到國家自然科學基金和中國農業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。(王如意)
原文鏈接:https://doi.org/10.1093/nar/gkac316
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