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多组学研究策略揭示水稻第一道免疫防线调控网络

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  近日,中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队通过多组学分析,构建了水稻第一道免疫反应多层次调控图谱,为理解植物抗病过程提供了重要参考。相关研究成果发表在《植物生物技术杂志(Plant Biotechnology Journal)》上。

  

  据刘文德研究员介绍,病原菌表面的一些分子可被植物细胞壁上的特定受体识别,诱导植物一系列防御反应来阻止病原菌入侵,称为病原相关分子模式触发的免疫(PTI)。其中,真菌来源的几丁质和细菌来源的flg22多肽是两类常见的病原相关分子,其诱发的PTI反应为植物的非特异性免疫,是植物抵御大多数病原菌侵染的“第一道防线”。研究人员整合了代谢组、转录组、蛋白质组、泛素化组和乙酰化组数据,阐明了水稻对真菌几丁质和细菌多肽产生的病原相关分子的PTI免疫响应机制。通过对比发现,几丁质触发的PTI反应在转录和翻译水平上与多肽更为相似,但在翻译后修饰水平和代谢水平上与多肽不同且更为强烈。两种病原相关的分子处理导致水稻mRNA和蛋白质丰度之间存在不一致,而蛋白质翻译后修饰调节可能在这种差异中发挥关键作用。此外,水稻中的亚油酸代谢和α-亚麻酸代谢途径很可能受到flg22多肽的特异性诱导。该研究得到中国农业科学院农业科技创新工程的资助。(通讯员 欧阳灿彬)

  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13688

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