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杂交水稻国家重点实验室在受体激酶领域取得系列进展

    发布日期:2020/10/9 17:09:00                            浏览次数:259

    2020年,杂交水稻国家重点实验室外聘PI于峰教授与邢俊杰副研究员紧密合作,在受体激酶(RLK)研究方面取得系列重要进展。受体激酶(RLK)调节水稻的产量、育性、品质和逆境胁迫,并在植物界高度保守。其中,受体激酶FERONIA(FER)与其配体快速碱化因子RALF多肽信号近年来在植物生长、育性和逆境中均发挥重要作用,受到国内外高度关注,其在水稻中的重要功能也正逐步被揭示。

    1. FER基因调控植物对病原菌的抗性

    植物寄生线虫是世界性病害,对水稻、林木、蔬菜等多种经济作物危害巨大。对我国每年可造成上百亿元的经济损失,而稻瘟病是则堪称水稻癌症,可引起大幅度减产,甚至颗粒无收。

    2020年10月6日,杂交水稻国家重点实验室课题组在国际知名期刊Molecular Plant以“Nematode-encoded RALF peptide mimics facilitate parasitism through the FERONIA receptor kinase in plant”为题,报道了植物寄生根结线虫通过编码一类与植物RALF类似的多肽RALF-like,作为“秘密武器”,与FER受体蛋白的胞外结构域结合,“挟持”植物FER信号途径,促进JA信号关键蛋白MYC2降解等过程,抑制植物免疫系统,促进线虫的寄生。缺失水稻FLR1受体激酶,提高根节线虫抗性,该研究为解析植物寄生线虫的危害机制提供了重要理论基础。Molecular Plant对该文进行了亮点点评,并作为当期重点推荐的三篇论文之一进行推荐。

    同年3月25日,课题组在植物学著名期刊Journal of Experimental Botany报道鉴定了FER在水稻中的16个同源家族基因FLRs,并获得12个FLRs基因水稻突变体。发现部分flr突变体展现出较好的水稻稻瘟病抗性,但是不影响其生长过程,为理解水稻抗病和生长平衡机制提供了新素材。于峰教授和杂交水稻国家重点实验室邓华凤研究员、邢俊杰副研究员为共同通讯作者。此外,邢俊杰副研究员依托本部分工作,获2020年国家自然科学基金面上项目支持,拟进一步深入挖掘受体激酶调控水稻稻瘟菌响应的分子机理。

    2. FLR家族成员调控水稻籽粒大小及品质

    2020年8月20日,在生物学一区TOP期刊Science China Life Science以“Roles of FERONIA-like receptor genes in regulating grain size and quality in rice”为题报道,对水稻中12个FLR基因家族成员进行了研究,发现FLR1, FLR2, FLR8和FLR15调控水稻籽粒大小,并且FLR1通过与籽粒大小正调节因子OsRac1互作,进而影响细胞分裂。此外还详细分析了FLR1在稻米品质调控中的功能,为稻米品质改良提供了新靶点。

    3. RALF-FER网络调控RNA代谢

    2020年5月20日,在Science子刊Science Advances报道了RALF1-FER信号通过磷酸化RNA结合蛋白GRP7,调控mRNA的可变剪接,进而影响植物对逆境激素ABA的应答。同时,在国际知名期刊Molecular Plant报道了RALF1-FER信号促进mRNA翻译的过程,RALF1-FER通过磷酸化翻译起始因子eIF4E1促进mRNA翻译,从而调节根毛细胞极性生长的机制。Molecular Plant对该文进行了亮点点评,并以封面论文形式进行推荐。


    图1. FER调控稻瘟病抗性及稻米品质


    (撰稿:阳祝红  罗箫)

     

国家杂交水稻工程技术研究中心 - 湖南杂交水稻研究中心