PBJ | 中国农科院作物所揭示G型凝集素类受体激酶调控水稻早衰、抗逆和抗病的分子机制

近日，中国农业科学院作物科学研究所水稻抗病基因挖掘与利用团队在国际植物学权威期刊Plant Biotechnology Journal上发表题为 “PWL1, a G-type lectin receptor-like kinase, positively regulates leaf senescence and heat tolerance but negatively regulates resistance to Xanthomonas oryzae in rice” 的研究论文。该研究揭示了水稻的G型凝集素类受体蛋白激酶PWL1在调节植物生长发育、耐热性和细菌病害抗性方面的多重作用。

前人研究已知凝集素类受体蛋白激酶（LecRLK）家族成员广泛参与植物发育及对生物和非生物胁迫的反应，但它与叶片衰老的关系尚不清楚，而植物叶片衰老对农业生产有重要影响。而且，叶片衰老与非生物/生物胁迫之间的潜在分子机制也有待解析。

该研究团队筛选到一份下叶枯早衰突变体pwl1，该突变体在苗期就表现出植株下部叶片提前衰老，随着生长期延长，早衰表型愈发严重。研究人员通过遗传学和分子生物学手段揭示pwl1基因编码一个具有活性激酶和自磷酸化活性的G型LecRLK，呈组成型表达，其敲除会导致植物苗期死亡。PWL1定位于质膜并可以自我结合成同源二聚体，其中PAN结构域的氨基酸替换（Gly412Arg）显著降低了pwl1的自身相互作用。此外，pwl1突变体表现出ROS积累和细胞死亡。转录组测序分析显示，PWL1参与多种生物过程的调节，如碳代谢、核糖体和过氧化物酶体途径。同时，pwl1突变体也增强了水稻对热胁迫的敏感性以及对白叶枯病和条斑病的抗性。该项研究为通过生物技术方法创制水稻优异新种质奠定了理论和材料基础。

作物科学研究所博士研究生徐江民和王春连研究员为该论文的共同第一作者，纪志远副研究员和赵开军研究员为共同通讯作者。本研究得到海南省崖州湾种子实验室、国家自然科学基金和中国农业科学院青年创新计划的资助。

原文链接：

http://doi.org/10.1111/pbi.14150

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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