科技日报记者 马爱平
近日，中国农业科学院植物保护研究所作物病原生物功能基因组研究创新团队基于转录组测序、酵母双杂交文库筛选和蛋白质组数据分析，获得了一个调控水稻条纹病毒侵染的新型C4HC3类型E3泛素连接酶，揭示了泛素连接酶介导的广谱抗病分子机制。相关研究结果在线发表在《植物细胞（The Plant Cell）》上。
水稻病害是制约水稻产量的重要因素，挖掘新的广谱抗性基因，从而培育高抗的作物新品种是解决病害问题的有效手段。现已报道的水稻广谱抗性基因大多以细菌和真菌为抗性靶标，水稻病毒病害作为危害水稻生产的重要病原物，兼顾对水稻病毒的广谱抗性基因还鲜有报道。
研究发现，泛素连接酶通过两步完成激发植物免疫信号上调表达，介导广谱抗性。第一步是利用蛋白氮端结构域的半胱氨酸分子间的二硫键作用形成二聚体。第二步，通过蛋白碳端基序识别底物丝氨酸羟甲基转移酶蛋白，调控对丝氨酸羟甲基转移酶蛋白的泛素化修饰，形成免疫调控模块OsMEL-OsSHMT1。通过序列分析发现，利用免疫调控模块在植物进化过程中具有高度保守特性，还可以调控水稻对条纹叶枯病、稻瘟病及白叶枯病的广谱抗性。该研究为广谱抗性基因应用于农业生产提供了理论依据。
该研究得到国家自然科学基金青年基金和现代农业产业技术研究体系建设专项资金等项目资助。
植物泛素连接酶MEL调控植物广谱抗病机制模式图 中国农业科学院植物保护研究所供图
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