
11月18日,四川农业大学教授、西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室主任陈学伟带领的水稻重大病害抗性机制研究团队在国际权威期刊《分子植物》(Molecular Plant)在线发表了题为《病原菌诱导产生的过氧化氢触发RNA结合蛋白RRM2R磷酸化以抑制OsMAPKKK18的内含子滞留进而协调水稻免疫与生长》的研究论文,揭示了水稻如何通过动态调控RNA可变剪接平衡水稻抗病与生长的新机制。
RNA(核糖核酸)可变剪接通过改变细胞内RNA稳定性、RNA翻译效率以及蛋白结构多样性,进而调控植物的生长和免疫等生命活动过程。目前已经报道“模式识别受体”、“细胞内受体”及“蛋白激酶”等RNA的可变剪接,对水稻等植物的抗病性具有重要的调节作用,但是水稻如何调控可变剪接以增强抗病性尚不清楚。
陈学伟研究团队发现,过氧化氢触发的RNA结合蛋白RRM2R(双RNA识别基序)磷酸化,可解除OsMAPKKK18基因中“滞留内含子刹车”,从而调控水稻的免疫与生长平衡。其中,当稻瘟病菌侵染时,过氧化氢会激活蛋白激酶OsCLK1,使其磷酸化并稳定RRM2R蛋白,增强水稻的抗病性。当诱导产生的过氧化氢在免疫反应中消耗或降解后,RRM2R蛋白丰度降低,则可避免水稻发生自身免疫反应。
这一“氧化信号-基因剪接-免疫激活”的分子机制,揭示了水稻如何通过动态调控RNA可变剪接平衡水稻抗病与生长,为精准培育“高产抗逆”水稻品种提供了核心理论支撑与基因靶点。
西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室副教授陆翔、博士研究生安乙邦、博士研究生卢文秀、硕士研究生李静以及熊青副教授为论文的共同第一作者,陈学伟、王静教授和陆翔为论文的共同通讯作者。