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作科所揭示水稻细胞死亡与防御反应分子机制

  近日,中国农业科学院作物科学研究所作物功能基因组研究创新团队利用水稻类病变突变体 spl35 ,揭示了 SPL35 基因参与调控植物细胞死亡和防御反应的分子机制,为改良水稻抗病性奠定了基因和材料基础。相关研究成果于2019年2月16日在线发表在国际期刊《植物生物技术学报(Plant Biotechnology Journal)》上。

  植物类病变突变体是在无明显逆境或病原物侵染时,机体自发产生类似过敏反应坏死斑的一类突变体。它们是研究植物细胞死亡和防御反应分子机制的理想实验系统。

  该团队鉴定出一个水稻类病斑突变体 spl35 。 spl35 表现出叶绿素含量降低、过氧化氢积累增加、防御反应相关标记基因表达上调,以及对真菌性和细菌性病害抗性增强。研究人员通过遗传和分子生物学手段证实 SPL35 基因编码一个含有CUE结构域的蛋白,呈组成型表达,其过量或干扰表达均能引发类病斑。SPL35蛋白与植物泛素结合酶蛋白OsUBC5a、外被体亚基d蛋白Delta-COP1和Delta-COP2存在物理互作关系,暗示SPL35可能通过参与泛素化及囊泡运输途径来调控植物细胞死亡和防御反应。该项研究为改良水稻抗病性奠定了基因和材料基础。

  作科所已毕业博士研究生马建博士为本文第一作者,任玉龙副研究员和雷财林研究员为本文共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金、转基因重大专项和中国农科院农业科技创新工程的资助。

  原文链接:https://doi.org/10.1111/pbi.13093



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