Plant Physiology | 中国农业大学杨超课题组揭示膜联蛋白OsANN1调控水稻抗病性的新机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

由稻瘟菌引起的稻瘟病是水稻极其严重的真菌病害，严重影响稻米产量和品质。植物激素调控的免疫信号传递是植物基础抗性的重要组成部分，如茉莉酸是植物应对病虫侵害的重要植物激素，植物通过激活茉莉酸信号通路产生有效的防御反应。但是茉莉酸的过度积累会影响植物的生长和发育，因此，茉莉酸信号的适时消减至关重要。但是，植物是如何调控体内茉莉酸水平来平衡其生长和免疫尚不清楚。

近日，中国农业大学植物保护学院杨超课题组在Plant Physiology上发表题为“Calcium binding protein OsANN1 regulates rice blast disease resistance by inactivating jasmonic acid signaling”的研究论文，揭示了水稻膜联蛋白OsANN1通过调节体内茉莉酸代谢途径来调控水稻对稻瘟病抗性的新机制。

植物膜联蛋白（Annexins）是一种多功能的钙离子和磷脂分子结合蛋白，通过调节离子运输、钙通道形成和氧化还原反应等方式来调控植物生长发育和环境应答，但是其在水稻抗病过程中的作用还不明确。该研究发现一个水稻Annexin家族基因OsANN1在侵染水稻时诱导表达，并且负调控了水稻的抗病性。通过互作蛋白筛选鉴定到一个细胞色素P450单加氧酶HAN1，该蛋白与OsANN1直接互作。HAN1可以催化生物活性的JA-Ile转化为非活性形式的12OH-JA-Ile（Mao et al., 2019）。进一步研究发现HAN1负调控了水稻抗病性，并在遗传学上作用于OsANN1下游。OsANN1可以稳定HAN1蛋白，促进该蛋白的积累，进而加剧了水稻JA-Ile的氧化失活，导致水稻的抗病性减弱。值得注意的是，该研究还发现病菌侵染可以使OsANN1与HAN1的互作显著减弱。

基于以上结果，作者提出一个OsANN1通过调节体内活性茉莉酸水平来调控免疫反应的分子模型：水稻未被病菌侵染时，OsANN1与茉莉酸合成途径中的关键氧化酶HAN1结合，阻止其被泛素化降解，进而导致水稻茉莉酸的氧化失活，促进水稻生长；而当水稻识别病菌侵染时，HAN1与OsANN1解离并降解，进而导致活性茉莉酸积累，增强了水稻的抗病性。

OsANN1调控水稻免疫反应的分子模型

中国农业大学植保学院博士后赵琦琪和已毕业博士生刘芮（现为中国农科院植保所博士后）为论文第一作者，中国农业大学植保学院杨超副教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。

参考文献：

Mao D, Xin Y, Tan Y, Hu X, Bai J, Liu ZY, Yu Y, Li L, Peng C, Fan T, Zhu Y, Guo YL, Wang S, Lu D, Xing Y, Yuan L, Chen C. Natural variation in the HAN1 gene confers chilling tolerance in rice and allowed adaptation to a temperate climate. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019. 116(9):3494-3501.

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad174

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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