MP | 水稻白叶枯病菌治病机理—巧妙利用植物糖代谢产物MG
2024/1/25 9:27:05 阅读：89 发布者：
以下文章来源于植物科学SCI ，作者ZJK
水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)导致的白叶枯病 bacterial blight (BB)对于水稻的粮食和产量具有严重危害。然而，白叶枯的治病机理还不甚清楚。目前一种科学共识是认为病原体通过劫持寄主植物的糖和糖代谢产物来降低水稻的抗病性。但是哪种糖代谢产物参与到植物抗病性也不清楚。
2024年1月3日，武汉大学吕应堂教授团队在Molecular Plant上发表了题为“Pathogen-induced methylglyoxal negatively regulates rice bacterial blight resistance by inhibiting OsCDR1 protease activity”的研究论文。该论文发现糖代谢产物丙酮醛（methylglyoxal (MG)）参与植物的抗白叶枯病菌中。病原菌PXO99通过诱导OsWRKY62.1的表达来抑制OsGLYII2的转录，从而MG得到积累。MG通过修饰OsCDR1的Arg97残基影响了OsCDR1的免疫功能，从而降低了水稻对PXO99的抗性。
作者通过外施MG发现MG负向调控水稻对PXO99的抗性，突变体osglyll2中MG含量高而对于病原体更加敏感，OsGLYll2过表达材料则反之（图1）。
图1 外施MG抑制水稻抗病性
进一步实验证明，MG修饰OsCDR1的氨基酸来抑制了其天冬氨酸蛋白酶活性，而正对于OsCDR1的免疫功能是重要的，从而降低水稻对xoo的抗病性。
图2 MG修饰OsCDR1来抑制其蛋白活性
通过生化实验证明MG通过诱导OsWRKY62.1通过直接结合OsGLYII2的启动子来抑制其表达，从而引起MG的过量积累（图3）。
图3 OsWRKY62.1通过直接结合OsGLYII2的启动子来抑制其表达
综上，本研究提出了病原菌利用水稻糖代谢产物MG来抑制植物抗病性的机理（图5）。过表达OsGLYII2可能为培育抗白叶枯的水稻提供基因资源(图4)。
图4 过表达OsGLYll2赋予水稻光谱抗性
图5 白叶枯病菌致病机理
原文链接：
https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(24)00001-7
转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号
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