近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）聯(lián)合崖州灣國家實(shí)驗(yàn)室等單位在《植物學(xué)報(bào)（Journal of Integrative Plant Biology）》上在線發(fā)表了題為“RBB1 negatively regulates rice disease resistance by modulating protein glycosylation”的研究論文。該研究揭示了RBB1通過蛋白糖基化修飾參與調(diào)控水稻抗病新機(jī)制。

糖基化是一種重要的蛋白質(zhì)修飾方式，對(duì)蛋白質(zhì)的折疊、定位、運(yùn)輸、溶解性等多個(gè)方面有顯著影響，從而賦予修飾蛋白新的功能，在植物體的生理和病理等多個(gè)生命過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。根據(jù)氨基酸和聚糖之間的連接方式，蛋白質(zhì)糖基化包括N-糖苷鍵、O-糖苷鍵等多種類型。其中，N-糖苷鍵的組裝始于寡甘露糖前體通過合成多元醇附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，而UDP-N-乙酰氨基葡萄糖（UDP-GlcNAc）是真核生物中一種關(guān)鍵的代謝物，在蛋白質(zhì)糖基化修飾過程中是必不可少的。然而，作為一種重要的蛋白修飾方式，水稻防御反應(yīng)中的具體糖基化機(jī)制尚不清楚。

該團(tuán)隊(duì)鑒定出一種新型水稻突變體rbb1，該突變體具有廣譜抗病性，其表型由編碼葡萄糖胺-6-磷酸乙酰轉(zhuǎn)移酶的重要基因的功能喪失突變導(dǎo)致。RBB1定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，其在根、莖、幼葉、成熟葉、莖稈、葉鞘、幼穗和種子等多個(gè)組織中的表達(dá)不具有特異性。rbb1突變體表現(xiàn)出增強(qiáng)的防御反應(yīng)，對(duì)稻瘟病和白葉枯病具有更高的抗性。生化標(biāo)記表明rbb1突變體中防御機(jī)制被激活，如活性氧和丙二醛水平升高，酶活性和UDP-N-乙酰葡糖胺含量降低，N-糖苷和O-糖苷修飾蛋白水平下降。此外，N-糖基化修飾的蛋白質(zhì)組分析顯示，多個(gè)與抗病相關(guān)蛋白質(zhì)的N-糖基化發(fā)生改變，其中Prx4和Prx13在rbb1突變體中顯著降低。敲除Prx4或Prx13也增強(qiáng)了水稻對(duì)病原體的抗性。綜上所述，該研究揭示了水稻防御反應(yīng)新機(jī)制，為抗病品種的培育提供了潛在靶標(biāo)。

RBB1通過糖基化修飾調(diào)控水稻抗病性的分子機(jī)制

崖州灣國家實(shí)驗(yàn)室錢前院士和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所商連光、孫同君研究員為該論文的共同通訊作者。基因組所博士后張斌、郭明亮和劉相培為該論文的共同第一作者。該研究得到了生物育種國家科技重大專項(xiàng)、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、中國博士后科學(xué)基金和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13810

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