什么是ABclonal ?

ABclonal-第四代重组兔单抗先行者!

文献解读 | 万建民院士团队揭示JA和BR信号调控水稻抗条纹叶枯病新机制

 

基本信息

题目:Rice stripe virus suppresses jasmonic acid-mediated resistance by hijacking brassinosteroid signaling pathway in rice
期刊:Plos Pathogens
影响因子:6.18
客户单位:南京农业大学
文章作者:胡金龙,黄捷共同第一作者
通讯作者:万建民院士
ABclonal产品:核心靶标OsMYC2的抗体定制

导读

水稻条纹叶枯病毒(RSV)感染所引起的水稻条纹叶枯病被称为“水稻癌症”,是最具破坏性的水稻病害之一,严重威胁着水稻生产。万建民院士团队前期克隆到一个水稻RSV抗性基因(STV11),并已经应用于育种(Wang et al.,2014),然而RSV病毒与水稻宿主之间的互作分子机理仍然不是很不清楚。油菜素内脂(BR)和茉莉酸(JA)是两种重要的植物激素,二者在植物响应环境胁迫过程中扮演重要作用。其中JA是植物防御反应中的核心调控因子,而BR则主要参与植物的生长发育调控。有研究显示,BR可能会通过和JA发生串话(crosstalk),调控植物的防御反应。然而BR和JA是否在水稻的RSV抗性中发挥作用目前并不清楚。

近期,南京农业大学万建民院士课题组在国际知名期刊Plos Pathogens上发表题为Rice stripe virus suppresses jasmonic acid-mediated resistance by hijacking brassinosteroid signaling pathway in rice 的文章,证明了BR能够通过和JA发生串话正调控水稻对RSV的抗性,同时RSV也能够通过“劫持”水稻的BR信号通路,抑制水稻对RSV的抗性。该结果不仅揭示了一条新的BR和JA信号通路串话调控植物抵御病毒入侵的分子机理,同时也为我们认识水稻宿主植株和RSV病毒互作提供了帮助。

《文献解读 | 万建民院士团队揭示JA和BR信号调控水稻抗条纹叶枯病新机制》

作者首先发现增加水稻植株内源的BR含量,或者向水稻喷施BR,都能增加水稻植株对RSV的抗性,这说明BR在水稻抵御RSV中可能发挥正向作用。随后作者又发现OsGSK2(BR信号通路上的核心负调控因子)突变体(Gi)对RSV的抗性高于野生型,而OsGSK2过表达植株(Go)对RSV的抗性低于野生型,因此,OsGSK2能抑制BR对水稻RSV抗性的正调控。

JA是植物防御反应中的核心调控因子,作者为了确定JA是否也参与调控水稻对RSV的抗性,构建了OsMYC2(水稻JA信号通路核心效应因子)过表达植株(OsMYC2-OE)和基因敲除植株(osmyc2),结果显示OsMYC2-OE植株对RSV的抗性高于野生型,而osmyc2则对RSV比野生型更为敏感,该实验说明JA也参与了对水稻RSV抗性的调控。另外作者还发现,对osmyc2外源喷施BR,并不能提升植株对于RSV的抗性,这说明BR正调控水稻对于RSV的抗性依赖于JA信号通路。

为了研究BR调控水稻对RSV抗性的分子机理,作者利用酵母双杂交筛选了OsGSK2的互作蛋白。有趣的是,酵母双杂交结果显示OsMYC2是OsGSK2的互作蛋白之一,且后续的CoIP(免疫共沉淀)实验,LCI(萤光素酶互补)实验以及SPR(表面等离子共振)实验相继证明了这一点。前人研究结果表明,OsGSK2具有蛋白激酶活性,能将靶蛋白磷酸化,且靶蛋白磷酸化后会被蛋白酶体降解。作者因此研究了OsGSK2和OsMYC2的相互关系,作者首先发现了OsGSK2能够将OsMYC2磷酸化,而且能促进OsMYC2的降解。这说明OsGSK2能够通过促进OsMYC2降解而负调控水稻植株对于RSV的抗性。

《文献解读 | 万建民院士团队揭示JA和BR信号调控水稻抗条纹叶枯病新机制》

OsGSK2 interacts with and phosphorylates OsMYC2

最后,作者进一步发现,当RSV感染水稻植株之后,水稻BR合成通路受到抑制,水稻体内BR含量降低,BR信号传导通路上的基因OsBZR1,OsBZR2表达量也发生下调。而与此同时,OsGSK2的基因表达量虽然没有随着RSV感染而发生明显改变,但是RSV感染后,OsGSK2的蛋白稳定性却发生了上升,并进而导致了OsMYC2蛋白的磷酸化以及稳定性的下降。这些实验结果显示,RSV可能通过减少水稻的BR合成,并增加OsGSK2的稳定性,从而减少了OsMYC2的积累以及JA信号响应,达到克服植株的防御反应并感染植株的目的。

《文献解读 | 万建民院士团队揭示JA和BR信号调控水稻抗条纹叶枯病新机制》

A proposed model of BR-JA cross-talk mediating RSV resistance in rice

 

>>>>参考文献

Wang Q, Liu Y, He J, Zheng X, Hu J, et al. STV11 encodes a sulphotransferase and confers durable resistance to rice stripe virus. Nat Commun. 2014 Sep 9;5:4768. pmid:25203424

 

 

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