Journal of Experimental Botany——陳功友教授課題組揭示水稻基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子TFIIAγ不參與水稻白葉枯病Xa1抗性的激活與抑制
2021年2月5日，Journal of Experimental Botany在線發(fā)表了上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院陳功友教授課題組題為“TALE-triggered and iTALE-suppressed Xa1?resistance to bacterial blight is independent of OsTFIIAγ1?or OsTFIIAγ5?in rice”的研究文章，報(bào)道了水稻白葉枯病Xa1抗性作用機(jī)制解析的最新研究成果，水稻基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子OsTFIIAγ1和OsTFIIAγ5不參與Xa1抗性的激活和抑制。
稻黃單胞菌稻致病變種（Xanthomonas oryzae?pv.?oryzae, Xoo）引起的水稻白葉枯病是水稻生產(chǎn)中最重要的細(xì)菌性病害，威脅水稻生產(chǎn)安全。本實(shí)驗(yàn)室于2016年聯(lián)合美國(guó)密蘇里大學(xué)-哥倫比亞分校植物科學(xué)系唐納德-丹佛斯植物科學(xué)中心Bing Yang教授研究組，報(bào)道了稻黃單胞菌任一典型結(jié)構(gòu)TALE蛋白可激活由NLR類抗病基因Xa1介導(dǎo)的抗性，而病原菌進(jìn)化出的非典型結(jié)果的iTALE蛋白可抑制Xa1抗性（https://www.nature.com/articles/ncomms13435）。但Xa1抗性被TALE激活和被iTALE抑制的機(jī)理未知。
黃單胞菌TALE蛋白需要與植物基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子TFIIAγ形成復(fù)合體啟動(dòng)寄主靶標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。本研究通過(guò)體外生化試驗(yàn)與轉(zhuǎn)基因水稻材料的抗病性測(cè)定，不僅發(fā)現(xiàn)了TALE和iTALE蛋白都能夠與OsTFIIAγ1和OsTFIIAγ5互作，而且還發(fā)現(xiàn)TALE激活和iTALE抑制Xa1抗性，不依賴于水稻基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子OsTFIIAγ1和OsTFIIAγ5。同時(shí)，還明確了Xa1定位于植物細(xì)胞核，提示Xa1抗性的激活與抑制發(fā)生在植物細(xì)胞核中。
水稻Xa1抗性可被稻黃單胞菌95%以上的菌株所克服，原因在于這些菌株均含有iTALE，這也是Xa1基因在水稻白葉枯病抗病育種中不被廣泛應(yīng)用的原因。經(jīng)非寄主煙草上HR測(cè)定和平行試驗(yàn)，推測(cè)Xa1抗性的激發(fā)和抑制可能是通過(guò)與水稻中未知因子在蛋白質(zhì)水平上相互作用的結(jié)果。因此，解析Xa1抗性被抑制的機(jī)理，將為培育廣譜持久抗白葉枯病水稻具有重要的實(shí)踐意義。
上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院博士研究生徐夏萌為論文第一作者，陳功友教授為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（31830072）、國(guó)家七大作物育種專項(xiàng)（2016YFD0100601）和國(guó)家轉(zhuǎn)基因作物重大專項(xiàng)（(2016ZX08001-002）的資助。
論文鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erab054/6129302
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