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作為中國的重要糧食作物，目前具有抗病性狀的水稻往往在產量上表現(xiàn)較差,，這二者之間尚需更好的平衡,。中國科學院分子植物科學卓越中心/植物生理生態(tài)研究所何祖華研究團隊經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，通過對水稻 Ca2+ 新感受子 ROD1 的精細調控,，可以讓水稻在不同氣候,、栽培條件下選擇不同的免疫策略選擇，實現(xiàn)水稻抗病性與生殖生長,、產量形狀之間的平衡,，達到抗病和高產兼得的目標,。9 月 30 日，該研究以題為 Ca2+ Sensor-Mediated ROS Scavenging Suppresses Rice Immunity and Is Exploited by a Fungal Effector 的文章發(fā)表在 Cell上,。同日,，何祖華在介紹研究成果的新聞發(fā)布會上說,，作物病害時常發(fā)生,，而使用農藥的危害又很大，從長遠看,，我們要平衡"高產"與"抗病"之間的關系,，在"綠色育種"方面多下功夫。與過去相關研究多聚焦在如果用 Ca2+ 激活植物免疫不同,，該團隊揭示的以 Ca2+ 受體 ROD1 為核心的免疫抑制新通路,，以及植物與病原菌利用蛋白質結構模擬介導的協(xié)同進化機制，為植物免疫領域研究提供新的思路,。上述論文中寫到,，“我們確定了一種自然發(fā)生的局部適應性 ROD1 等位基因，該等位基因可在不損失作物產量的情況下,，提供更高的免疫能力,。這一研究首次揭示了植物和病原體因子通過相同的級聯(lián)抑制植物免疫反應。”文章介紹說,，團隊通過對水稻資源庫和育種群體的大規(guī)模篩選,，發(fā)現(xiàn)一種對腐生真菌病害紋枯病具有高度抗病的隱性遺傳穩(wěn)定材料——rod1 (resistance of rice to diseases 1)，對水稻紋枯病,、稻瘟病,、白葉枯病三大病害，均具有高抗特性,。圖｜rod1植物表現(xiàn)出多種抗病性（來源：Cell）經(jīng)過對分子和生化機制的進一步探索,，該團隊研究顯示，ROD1 基因編碼一個新的 Ca2+ 感受器,，通過識別 Ca2+ 信號與脂類結合,，將 H2O2 酶 CatB 招募到細胞質膜，直接在膜區(qū)降解活性氧,。圖｜ROD1 介導的免疫反應控制模型（來源：Cell）通過這種方式實現(xiàn),，精細調控水稻免疫系統(tǒng)，平衡抗病和生長之間的沖突,。具體而言,，在沒有病原菌侵染時，讓 ROD1 將水稻的基礎免疫維持在較低水平,，以促進穗原基發(fā)育,，保證水稻產量,；當遭遇病原菌侵染時，水稻則啟動免疫激發(fā)新途徑：降解 ROD1 ,，減弱其抑制免疫的功能,，確保植物產生有效的防衛(wèi)反應，抵御病原菌,。并且,，在病原體侵染觸發(fā)的兩種E3泛素連接酶——RIP1 和 APIP6，可以靶向定位 ROD1 并促進其降解,，激活植物的免疫系統(tǒng),。如此，RIP1/APIP6- ROD1 和 ROD1-CatB 就組成了相互制約,、高度有序的信號級聯(lián)通路,，對水稻免疫系統(tǒng)進行精細調控。另外,，該研究團隊還發(fā)現(xiàn),，稻瘟病菌分泌的效應蛋白 AvrPiz-t 具有與 ROD1 類似的 β 折疊結構，也可以像 ROD1 一樣,，調控水稻的免疫功能,。也就是說，在病菌侵染過程中,，AvrPiz-t 會“偽裝”成 RDO1 對作物免疫系統(tǒng)進行調控把關,，“放行”病菌。同時,，他們也發(fā)現(xiàn)谷物中 ROD1 的功能是保守的,，并提出可以通過操縱感病基因實現(xiàn)廣譜抗病的新策略將對培育穩(wěn)產高產抗病的作物品種產生重要參考價值。這也是該團隊接下來的研究方向,。不過,，該研究論文最后提到，對于 ROD1 和 AvrPiz-t 促進 H2O2 酶的機制,，ROD1 和 AvrPiz-t-CatB 復合物的結構,、生化特征，以及 ROD1 是否同樣將調節(jié)與免疫反應相關的鈣信號,，還有待進一步確定,。 參考： https:///10.1016/j.cell.2021.09.009 -End-
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