The Plant Cell封麵論文介紹緱金營課題組小麥抗病機製研究進展

發布時間:2015-08-28瀏覽次數:3379

       2015年6月,植物學研究領域最高的國際頂級學術期刊《The Plant Cell 》雜誌[IF=9.34]的封麵發表了我院緱金營青年研究員課題組的研究論文“Wheat Stripe Rust Resistance Protein WKS1 Reduces the Ability of the Thylakoid-Associated Ascorbate Peroxidase to Detoxify Reactive Oxygen Species”,在國際上首次揭示了小麥抗條鏽的內在精細分子機製。

我國是農業大國,小麥是我國人民的主糧。在全世界範圍內,小麥為人類提供了超過20%的能量和蛋白質,小麥哺育了人類。雖然目前全世界小麥年產量約700萬噸,但是世界人口的增加需要小麥產量的不斷提高。小麥增產的一個有效途徑是控製病害造成的減產,目前全世界範圍內小麥的最主要病害是條鏽。WKS1Yr36)是一個小麥的廣譜抗病基因,可以有效抑製病原菌的擴散,但是其作用機製有待深入挖掘。

我院緱金營青年研究員課題組攜手UC Davis的美國科學院院士Jorge Dubcovsky課題組聯合了中、美、英和以色列的多家研究單位,利用大量的轉基因材料,通過長期、堅實的工作,揭示了WKS1的精細工作機製。本研究發現WKS1編碼的蛋白可以經過跨膜運輸,進入葉綠體,結合並且磷酸化一個靶蛋白——類囊體抗壞血酸過氧化物酶(tAPX),幹擾tAPX分解過氧化氫的過程,造成WKS1轉基因葉片過氧化氫積累,從而加速細胞死亡。這種細胞死亡,對於小麥是“斷葉求生”,對於病菌則是“畫葉為牢”,從而有效地限製了條鏽菌在小麥葉片的擴繁。對於抗病基因靶蛋白的研究是挖掘新抗病基因的有效途徑,利用多個抗病基因的疊加效應有望產生持久、完全的抗性,戰勝不斷突變的病菌,有效、安全地提高小麥產量,造福人類社會。

       本工作是迄今為止在小麥基因功能研究領域的一個標誌性突破,被植物學領域研究類影響最高的《The Plant Cell 》雜誌選為當月封麵論文。緱金營青年研究員為論文的第一作者,合作科學家Jorge Dubcovsky院士為通訊作者。該工作獲得國家自然科學基金委、上海市教委高校特聘教授(東方學者)和中組部“青年千人計劃”等項目的資助。

論文連接:http://www.plantcell.org/content/27/6/1755.long

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