因而,深化探究水稻免疫和共生的机制,进步作物抗病性和养分吸收是农作物育种的重要方向之一。
北京时间5月15日,我国科学院分子植物科学杰出立异中心王二涛团队、张余团队以及何祖华院士团队在水稻免疫机制研讨上获得了重大突破。该效果以“水稻经过开释泛素制动器来激活由OsCERK1介导的免疫反响”为题,在世界尖端学术期刊《天然》上宣布,为深化了解植物怎么奇妙运用免疫系统这把“双刃剑”和谐抗病、共生和成长的平衡奠定了理论基础。研讨之后发现了一种名为OsCIE1的调控蛋白可以捆绑OsCERK1激酶活性。在无病原菌侵染的时期,OsCIE1可以像“紧箍圈”相同,将一种名为泛素的小蛋白分子连接到OsCERK1蛋白外表,按捺OsCERK1的激酶活性,避免免疫过度激活。但是,当水稻面对病原真菌侵略时,真菌细胞壁上的长链几丁质敏捷诱导OsCERK1的激酶活性。该激酶将磷酸基团分子增加至OsCIE1蛋白外表的要害区域,按捺OsCIE1约束OsCERK1的才能,然后免除“紧箍圈”的捆绑。此刻,免疫信号通路被OsCERK1成功激活,发动植物免疫反响,反抗病原菌的侵染。
科研人员经过协作使用结构生物学办法,准确判定了操控OsCIE1,“紧箍圈”松紧的要害位点Ser237。当Ser237位点被OsCERK1磷酸化润饰时,好像紧箍咒失效,OsCERK1便可展示其威力,活跃抵挡外敌。而一旦Ser237位点未被磷酸化,紧箍圈再次发挥效果,OsCERK1则康复安静。
抵挡外敌的一起,OsCERK1操控水稻菌根共生的树立,使丛枝菌根真菌进入植物根系,并使用其兴旺的菌根网络帮忙水稻更高效地吸收磷、氮等要害养分的东西,促进水稻的成长发育。因而,该研讨提醒了OsCIE1这一“紧箍圈”,及其“咒语”Ser237磷酸化位点,在植物免疫和共生中的效果,不只阐明晰植物协同调理免疫、共生和成长发育的分子机制,一起也为未来绿色农业生产供给了基因资源。