沈阳农业大学玄元虎课题组揭示红光受体PhyB负调控水稻对纹枯病抗性的分子机制

以下文章来源于植物与环境 PCE ，作者植物与环境 PCE

水稻纹枯病是威胁水稻产量的重要病害。伴随着半矮秆品种的推广，水稻种植密度与氮肥施用量不断增加，导致纹枯病的发病面积与产量损失逐年攀升，纹枯病已经成为限制水稻进一步增产的主要因素之一。迄今为止，尚未发现对纹枯病免疫或高抗的水稻材料，对抗纹枯病的分子机制仍知之甚少。

近日，沈阳农业大学植物保护学院玄元虎教授课题组在Plant, Cell & Environment期刊发表了题为“Red-light receptor Phytochrome B inhibits BZR1-NAC028-CAD8B signaling to negatively regulate rice resistance to sheath blight”的研究论文，系统解析了红光受体光敏色素B（PhyB）调控水稻对纹枯病抗性的分子机制：PhyB与转录因子BZR1互作并抑制BZR1-NAC028转录因子复合体对木质素合成途径关键酶基因CAD8B的表达激活作用，从而削弱水稻对纹枯病的抗性。结合群体遗传学证实了PhyB的表达水平与纹枯病抗性之间的关联，为理解水稻抗纹枯病的分子机制提供了新线索。

通过对PhyB过表达以及敲除突变体，结合遮阴处理后的纹枯病菌接种实验，发现PhyB负调控纹枯病抗性，PhyB的互作蛋白BZR1正调控纹枯病抗性，因此推测PhyB通过BZR1影响水稻对纹枯病的抗性。进一步通过体外和体内实验，鉴定到一个新的与BZR1互作的蛋白：转录因子NAC028。与BZR1相同，NAC028同样正调控水稻对纹枯病的抗性。转录组测序结合qRT-PCR确定木质素合成途径关键酶编码基因CAD8B为BZR1-NAC028转录因子复合体的下游靶基因，BZR1和NAC028可以分别在体外和体内结合CAD8B的启动子并激活其表达，从而赋予水稻对纹枯病的抗性。最后，通过对水稻重测序群体的分析发现PhyB的表达水平与纹枯病的抗性呈负相关关系，进一步证实了PhyB应用于抗病育种工作的潜力。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.14502

本文转载自植物与环境 PCE

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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