PNAS｜四川农大陈学伟团队揭示水稻广谱抗性调控新机制

　　原标题：PNAS|四川农大陈学伟团队揭示水稻广谱抗性调控新机制

　　近日，PNAS在线发表四川农业大学水稻重大病害抗性机制与应用实验室陈学伟教授课题组题为“Loss-of-function of a rice TPR-domain RNA-binding protein confers broad-spectrum disease resistance”的研究论文。该研究是继2017年陈学伟课题组发现具有广谱持久抗性的天然变异位点bsr-d1（Li et al., Cell, 2017）之后，又成功克隆了一个对水稻稻瘟病和白叶枯病均具有广谱抗性的隐性基因，bsr-k1。

　　图1. bsr-k1突变体在田间对天然稻瘟病具有抗病性

　　在本研究中，陈学伟团队通过人工化学诱变筛选到一株抗性相对于野生型Kitaake显著提高的突变体，命名为bsr-k1。通过定位克隆，发现在该突变体中，位于10号染色体上的Bsr-k1基因发生了一个碱基突变，导致氨基酸序列编码提前终止，从而使该蛋白丧失功能。有趣的是，其等位基因Bsr-k1编码一个TPR蛋白，具有RNA绑定活性，能够绑定免疫反应相关的OsPAL基因家族多数成员的mRNA（OsPAL1-7），从而促进这些基因的mRNA在水稻体内的折叠降解，减少木质素合成，削弱抗病性。当BSR-K1蛋白功能缺失后，其丧失了RNA绑定活性，从而导致了免疫反应相关的OsPAL家族基因mRNA在水稻体内的积累，木质素合成增多，增强免疫反应，进而赋予水稻的广谱抗性。水稻bsr-k1中激活的免疫反应相对比较温和，对水稻的主要农艺性状没有明显影响，但又足够抵抗病原物的侵害。这一机制的发现对抗病理论研究和育种应用具有重要的参考价值。

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　　图2. 机制模型示意图

　　陈学伟团队中的周晓钢博士、硕士研究生廖海澄、加州大学戴维斯分校Mawsheng Chern博士和陈学伟团队中的尹俊杰博士为本论文的共同第一作者。通讯作者为四川农业大学水稻所陈学伟教授。该研究由四川农业大学陈学伟带领的水稻重大病害抗性机制与应用团队主导，在“国家自然科学基金”、 “国家重点研发计划--七大农作物育种”、“国家转基因生物新品种培育重大专项”、“教育部新世纪优秀人才计划”、“四川省百人计划”等的资助下，联合加州大学戴维斯分校、中国科学院遗传与发育生物学研究所等国内外科研机构合作完成。

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