由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻最重要的病害之一。利用抗病基因是防治该病害最为经济、有效、环保的方法。然而,在水稻全生育期具有广谱抗性(BSR)的稻瘟病抗性基因及其分子机理却很少被报道。
2023年10月5日,我所水稻研究室联合中国农科院植保所合作在植物学研究领域顶级期刊Molecular Plant(2023IF=27.5)上在线发表了题为“Pijx confers broad-spectrum seedling and panicle blast resistance by promoting the degradation of ATP β subunit and OsRbohC-mediated ROS burst in rice”的研究论文,解析了广谱稻瘟病抗性基因Pijx通过Pijx-ATPb-OsRbohC途径调控穗瘟抗性的分子机制。
研究人员通过全基因组关联分析发现水稻第12号染色体上存在一个与稻瘟病抗性相关的具有CC-NBS-LRR结构域基因(Pijx),功能验证表明Pijx具有全生育期广谱抗性。
抗性分子机制解析表明,Pijx的LRR结构域与ATP合成酶β亚基(ATPb)存在互作,并促进ATPb的泛素化降解。ATPb降解激活了与其互作的呼吸爆发氧化酶同系物家族基因OsRbohC的酶活性,诱导ROS的爆发,进而使植株获得抗性。该研究结果揭示了Pijx调控水稻广谱抗性的分子机制。
Pijx调控稻瘟病抗性模型
该研究得到了国家自然科学基金项目、国家水稻产业技术体系、江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目、江苏省重点研发计划项目、国家外国专家局项目和江苏省自然科学基金等项目的资助。