植保所王国梁团队揭示水稻程序性细胞死亡新机制-基因农业网

植保所王国梁团队揭示水稻程序性细胞死亡新机制

2017-01-18 | 作者: 王国梁 | 标签: 水稻 程序性细胞死亡

日前,中国农业科学院植物保护研究所王国梁科研团队通过图位克隆方法鉴定到1个负调控水稻程序性细胞死亡的DRP类蛋白(死亡抵抗蛋白),揭示了该蛋白通过调控水稻细胞色素c从线粒体的释放而控制细胞程序性死亡发生的新机制。相关成果于2017年1月12日在线发表在国际顶尖核心期刊《科学公共图书馆-病原学(PLoS Pathogens)》杂志上。

据悉,动植物中普遍存在的程序性细胞死亡(Programmed Cell Death, PCD)是生物体自我调节细胞存亡的典型形式,在生长发育与生物或非生物胁迫过程中起重要作用。植物中假病斑突变是在没有外来病原物侵染情况下细胞自发形成的程序性细胞死亡,这种遗传学上的突变会带来抗性相关基因的诱导表达和植物对病虫害的抗性增强。对假病斑发生与形成机制进行深入研究,对了解植物程序性细胞死亡分子机制、植物抗性机理与信号传导都具有重要的指导作用,同时可为选育植物抗性新材料提供分子依据与遗传材料。

本研究对在水稻组织培养过程中得到的1个水稻假病斑突变体dj-lm进行了遗传、生化和细胞生物学分析。该突变体从苗期到水稻成熟全生育期均呈假病斑表型,植株的抗病性增强,并伴有明显的活性氧簇产生。利用图位克隆方法成功克隆了控制该假病斑表型的基因OsDRP1E,发现OsDRP1E的E409V点突变导致细胞死亡。进一步的功能分析表明,OsDRP1E的E409V突变影响其鸟苷三磷酸酶活性、线粒体定位的丢失和细胞色素c的不正常释放。本研究首次在水稻中发现细胞色素c从线粒体的释放调控程序性细胞死亡的现象,为进一步深入了解DRP类蛋白参与程序性细胞死亡分子机制与水稻抗病反应信号传导奠定了重要基础。

该研究以中国农科院植保所为第一完成单位,湖南农业大学联合培养博士研究生李智强和中国农科院植保所丁波副研究员是文章的共同第一作者,王国梁研究员与丁波副研究员为文章通讯作者,周雪平教授为文章的共同作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目的资助。

原文链接:journals.plos.org/plospathogens/article


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来源:中国农业科学院植物保护研究所

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