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科学家揭示水稻转录因子高产抗病调控机制

阅读:251
2018-09-18 来源:中国科学报
责任编辑:食品科学
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近日,《科学》在线发表了四川农业大学陈学伟团队、中科院遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队及美国加州大学戴维斯分校Pamela Ronald团队合作在水稻产量与抗病协同调控机制研究领域取得的最新进展,揭示了水稻理想株型建成的关键基因IPA1既能提高产量又能提高稻瘟病抗性的调控新机制。

高产抗病品种的培育是水稻等粮食作物安全生产的重要保障。传统观点认为,发育与抗性是相互拮抗的两个生物学过程,然而,植物体内是如何实现这二者关系的协调共存呢?近年来,虽然已报道了多个基因在提高植物抗性的同时不影响产量,但在增加植物产量并提高抗性的单个基因尚未报道。

IPA1编码植物所特有的SPL转录因子家族成员,是水稻理想株型建成的核心元件之一。IPA1不仅能增加水稻产量,还可以提高水稻对稻瘟病的抗性。进一步研究发现其编码蛋白IPA1的磷酸化修饰是平衡产量与抗性的关键调节枢纽。IPA1受稻瘟病菌诱导磷酸化,该磷酸化能改变IPA1与DNA序列的结合特性,通常情况下,IPA1结合DEP1等穗发育相关基因的启动子,促进其表达,负责水稻理想株型的建成,调控水稻产量。受稻瘟病菌诱导磷酸化后的IPA1更倾向于结合抗病相关基因WRKY45的启动子,促进其表达,增强免疫反应,提高抗病性。

相关论文信息: DOI:10.1126/science.aat7675

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