我國科學家找到線粒體活性氧調控植物免疫的分子機制

記者從西北農林科技大學獲悉，該校農學院單衛星教授課題組發現并揭示出參與線粒體RNA加工的PPR蛋白RTP7及其調控植物免疫的分子機制，系統證明了線粒體活性氧(mROS)參與調控植物對多種不同類型病原菌的廣譜抗性。其相關成果以《線粒體RNA加工蛋白通過調控線粒體活性氧迸發介導植物對多種病菌的廣譜抗性》為題，3月9日在國際權威學術期刊《植物細胞》上刊發。

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

西北農林科技大學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控因子，研究植物對疫霉菌感病的遺傳基礎，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控因子，命名為RTP(resistance to Phytophthora parasitica)基因。其中RTP7編碼一個PPR蛋白，結合免疫功能分析，確認了RTP7是一個新的植物免疫負調控因子。通過遺傳學、細胞生物學方法結合接菌分析，發現質外體活性氧不是RTP7突變體抗病的關鍵機制，高水平線粒體活性氧是RTP7抗病突變體表現更強抗性的關鍵因素。進一步研究表明RTP7可能通過活性氧調控水楊酸信號通路轉導，RTP7和水楊酸信號通路之間存在反饋調控，同時RTP7通過調控nad7負調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業技術體系、國家自然科學基金以及國家外專局高等學校學科創新引智計劃項目的資助，其研究結果為后續利用RTP7開展包括馬鈴薯在內的重要糧食作物的抗病育種奠定了基礎。

關鍵詞： 信號分子 抗病育種 糧食作物 農林科技大學 學術期刊