我國科學(xué)家找到線粒體活性氧調(diào)控植物免疫的分子機制

記者從西北農(nóng)林科技大學(xué)獲悉，該校農(nóng)學(xué)院單衛(wèi)星教授課題組發(fā)現(xiàn)并揭示出參與線粒體RNA加工的PPR蛋白RTP7及其調(diào)控植物免疫的分子機制，系統(tǒng)證明了線粒體活性氧(mROS)參與調(diào)控植物對多種不同類型病原菌的廣譜抗性。其相關(guān)成果以《線粒體RNA加工蛋白通過調(diào)控線粒體活性氧迸發(fā)介導(dǎo)植物對多種病菌的廣譜抗性》為題，3月9日在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《植物細胞》上刊發(fā)。

活性氧(ROS)是植物抗病過程中的重要信號分子，既可作為毒性分子直接殺死病原菌，同時也作為信號分子參與激活免疫信號通路，目前對線粒體活性氧在植物免疫調(diào)控的研究十分有限，已知的疫霉屬的120余種均為植物病原菌，可侵染包括馬鈴薯、大豆、煙草等重要糧食作物與經(jīng)濟作物，包括馬鈴薯晚疫病等毀滅性的作物病害。

RTP7在植物與病原菌互作中的免疫功能機制模式圖

西北農(nóng)林科技大學(xué)科研人員借助模式植物—疫霉菌親和互作體系，通過抗病突變體鑒定和分析植物免疫負調(diào)控因子，研究植物對疫霉菌感病的遺傳基礎(chǔ)，探索抗病育種新策略。研究成功鑒定獲得多個植物免疫負調(diào)控因子，命名為RTP(resistance to Phytophthora parasitica)基因。其中RTP7編碼一個PPR蛋白，結(jié)合免疫功能分析，確認了RTP7是一個新的植物免疫負調(diào)控因子。通過遺傳學(xué)、細胞生物學(xué)方法結(jié)合接菌分析，發(fā)現(xiàn)質(zhì)外體活性氧不是RTP7突變體抗病的關(guān)鍵機制，高水平線粒體活性氧是RTP7抗病突變體表現(xiàn)更強抗性的關(guān)鍵因素。進一步研究表明RTP7可能通過活性氧調(diào)控水楊酸信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，RTP7和水楊酸信號通路之間存在反饋調(diào)控，同時RTP7通過調(diào)控nad7負調(diào)控植物對番茄灰霉菌等多種不同類型病原菌的抗性。

該項研究受到國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國家自然科學(xué)基金以及國家外專局高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計劃項目的資助，其研究結(jié)果為后續(xù)利用RTP7開展包括馬鈴薯在內(nèi)的重要糧食作物的抗病育種奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 信號分子 抗病育種 糧食作物 農(nóng)林科技大學(xué) 學(xué)術(shù)期刊