中国农科院植保所揭示水稻抗病新机制

近日，中国农业科学院植物保护研究所的王国梁研究团队对泛素连接酶SPL11底物SPIN6蛋白在水稻抗病调控途径中的作用机理研究取得新进展。相关研究结果于2015年2月6日在线发表在SCI顶尖核心期刊《科学公共图书馆病原》上。

泛素蛋白酶体途径是真核生物体内蛋白质翻译后修饰最重要的调控机制之一。2004年，有3位科学家因发现了泛素调解的蛋白质降解过程而获得了“诺贝尔化学奖”。泛素连接酶E3在泛素调解的蛋白质降解过程中负责识别特异性的底物蛋白，发挥着重要作用。

水稻稻瘟病和白叶枯病是水稻生产过程中最严重的真菌性和细菌性病害，严重影响着我国的粮食安全生产。前期研究中，王国梁研究团队发现假病斑突变体SPL11显著增强了对水稻稻瘟病和白叶枯病的抗耐性，图位克隆结果显示SPL11编码U－Box类型泛素连接酶蛋白，但一直没有找到泛素连接酶SPL11在水稻中泛素化的底物。本研究表明，SPL11在水稻中与一个RhoGAP蛋白SPIN6相互识别，在SPL11蛋白存在情况下，SPIN6蛋白的积累明显被抑制，说明SPL11可以促进SPIN6的泛素化降解，SPIN6是SPL11泛素化的底物蛋白。另一方面，SPIN6蛋白具有RhoGAP活性并可将活性状态的Os-Rac1蛋白失活，催化OsRac1蛋白的水解，从而抑制Os Rac1介导的水稻抗病防卫反应。基于以上研究结果，提出了SPL11－SPIN6－OsRac1调控水稻抗病防卫反应的工作模型。这一研究对提出新的水稻病害防控策略具有重要意义。