近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊在細(xì)胞子刊《細(xì)胞通訊》（Cell Reports）上發(fā)表了題為“The rice peroxisomal receptor PEX5 negatively regulates resistance to rice blast fungus Magnaporthe oryzae ”的研究論文。該研究報道了過氧化物酶體受體OsPEX5通過APIP6-OsPEX5-OsALDH2B1層級調(diào)控水稻抗稻瘟病的分子機(jī)制。
水稻作為重要的糧食作物，為世界上50%以上的人口提供食物。稻瘟病是水稻生長過程中最嚴(yán)重的真菌病害之一，對糧食安全造成巨大威脅。鑒定水稻抗稻瘟病相關(guān)基因并解析其分子機(jī)制，對培育水稻抗病新品種和開發(fā)病害防控新策略具有重要意義。已有研究表明過氧化物酶體與植物免疫反應(yīng)中的活性氧（ROS）息息相關(guān)，過氧化物酶體受體PEX5是過氧化物酶體穩(wěn)態(tài)調(diào)控的重要組分，然而PEX5是否參與植物免疫尚不清楚。
本研究發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體受體OsPEX5在水稻免疫過程中發(fā)揮著重要作用。在水稻中沉默OsPEX5基因，增強了幾丁質(zhì)誘導(dǎo)的ROS積累、防御相關(guān)基因的表達(dá)以及對稻瘟病菌的抗性。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)OsPEX5與正調(diào)控水稻免疫的E3泛素連接酶APIP6相互作用。APIP6泛素化修飾OsPEX5，通過26S蛋白酶體途徑促進(jìn)其降解。此外，OsPEX5與水稻生長防御平衡關(guān)鍵因子乙醛脫氫酶OsALDH2B1相互作用。OsPEX5穩(wěn)定OsALDH2B1蛋白的積累，增強OsALDH2B1對防御相關(guān)基因OsAOS2的轉(zhuǎn)錄抑制活性。該研究率先證明過氧化物酶體受體PEX5在植物免疫過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，闡明E3泛素連接酶靶向過氧化物酶體受體的層級調(diào)節(jié)機(jī)制，為稻瘟病綜合防控和培育抗病品種提供了重要的理論基礎(chǔ)和基因資源。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所尤小滿副研究員為論文的第一作者，寧約瑟研究員為論文通訊作者。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民院士為本研究提供了大力支持。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所朱杉杉副研究員、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)肖應(yīng)輝教授、王丹副教授等參與了該研究。該研究得到國家重點研發(fā)計劃青年科學(xué)家項目、國家自然科學(xué)基金國際合作與交流項目和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程基礎(chǔ)科學(xué)中心等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.113315
