近日,南京农业大学张正光教授团队在Nature Communications期刊上发表题为“Light-induced OsLIKE1 phosphorylation enhances rice resistance against blast disease”的研究成果。南京农业大学植物保护学院刘江涛博士为论文第一作者,张正光教授和刘木星教授为共同通讯作者。

团队前期研究已阐明LHCB5作为“光信号传感器”,其磷酸化可触发叶绿体活性氧爆发,激活水稻对稻瘟病的免疫响应。然而,究竟是何种激酶负责LHCB5的磷酸化,光信号又是如何传递至该激酶,此前仍是未解之谜。本次研究中,团队通过系统筛选,鉴定到一个凝集素受体类激酶OsLIKE1。研究发现,OsLIKE1在细胞膜上与LHCB5互作,并在光照与病原侵染双重诱导下发生自磷酸化,进而磷酸化LHCB5,启动免疫应答。遗传证据表明,过表达OsLIKE1可显著增强水稻对稻瘟病的抗性,而敲除该基因则导致感病性上升。

尤为重要的是,团队在OsLIKE1基因启动子区发现了关键的自然变异位点。其中第2类SNP在强光条件下可显著提升OsLIKE1的转录水平,进而促进其蛋白积累与激酶活性,最终通过磷酸化LHCB5增强抗病性。通过对400余份水稻种质进行基因型—表型关联分析,证实该SNP与田间稻瘟病抗性显著相关。

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光照调控水稻抗稻瘟病模式图