揭示赋予植物广谱抗病性的新机制！学术资讯

作物病原菌会降低农业生产的产量和质量，并对全球粮食安全构成威胁。植物病害通常难以控制，需要采取综合方法，包括使用适当的栽培方法、农药使用和抗性品种。抗性品种的开发通常依赖于显性抗性（R）基因的部署，其产物介导对特定病原菌株的识别和保护。然而，由单个R基因介导的抗性通常缺乏持久性，因为病原菌很容易丢失或突变其R基因的同源分子（效应因子）。持久的抗病性一直是作物改良的核心目标（Nature Biotechnology | 最新研究揭示转多基因赋予小麦对病原真菌的广谱抗性！Molecular Plant | 英国约翰英纳斯中心研究探寻持久抗性基因的方法–小麦R基因图谱！）。克服单个R基因失效的一个有前景的策略是同时引入多个R基因，这一过程称为基因堆叠（Nature Communications | 悉尼大学研究揭示小麦重组的抗病基因堆叠编码不相关的NLR基因！）。通过在一个基因型中组合多个R基因，无法轻易克服抗性，因为病原菌不太可能同时改变或丢失所有相应的效应基因。

持久的抗病性也可以通过易感性（S）基因的失活来实现，这些基因是可以促进病原菌感染和增殖的植物基因。S基因的一个典型例子是MILDEW RESISTANCE LOCUS O (MLO)，它的失活提供了对白粉病菌的广泛、持久的抗性（专家点评：我们能否在不损害有益微生物适应力的情况下提高作物对病原菌的抗性？）。值得注意的是，基于mlo的抗性已在欧洲大麦农业中有效应用了大约四年。与R基因叠加相比，破坏单个S基因是实现作物广谱和持久抗病性的更快、更简单的过程。然而，由于S基因除了作为病原菌的相容性因子外，还具有其他功能，其失活所引起的多效性需要对其在田间应用的有效性进行一一评估。

近日，权威学术期刊PNAS发表了美国加州大学伯克利分校Brian Staskawicz教授团队的最新相关研究成果，题为Loss of function of a DMR6 ortholog in tomato confers broad-spectrum disease resistance的研究论文。

植物病害是全球农作物减产的主要原因之一。为了赋予其抗病性，传统育种依赖于单一抗性（R）基因的部署。然而，这种策略很容易被不断进化的病原菌所克服。失活易感性（S）基因是育种计划中R基因的一种有前途的替代品，因为它通常提供持久和广谱的抗病性。在拟南芥中，S基因DMR6 (AtDMR6) 编码一种酶，该酶被鉴定为对病原细菌和卵菌的易感因子。该研究提出了一项从模型到作物的转化工作，其中表征了番茄中的两个AtDMR6直系同源物SlDMR6-1和SlDMR6-2。结果表明SlDMR6-1，但不是SlDMR6-2，被病原菌感染上调。一致认为Sldmr6-1突变体对不同种类的病原菌（如细菌、卵菌和真菌）表现出增强的抵抗力。值得注意的是，抗病性与增加的水杨酸 (SA) 水平和免疫反应的转录激活相关。此外，结果证明SlDMR6-1和SlDMR6-2显示SA-5羟化酶活性，从而有助于阐明DMR6的酶功能。然后提出番茄中的 SlDMR6 重复导致随后的亚功能化，其中SlDMR6-2专门用于平衡花/果实中的SA水平，而SlDMR6-1保留了在植物营养组织的病原菌感染期间微调SA水平的能力。总体而言，这项工作不仅证实了植物中SA稳态的潜在机制，而且还为在作物中设计广谱和持久的抗病性提供了一种有前景的策略。

来源：PlantBiotech 植物生物学

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5NTk2MTcyOA==&mid=2247498218&idx=4&sn=79c06371cc7963d6d80ab8497a82b66d

来源：植物生物学

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5NTk2MTcyOA==&mid=2247498218&idx=4&sn=79c06371cc7963d6d80ab8497a82b66d

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn