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首次克隆玉米纹枯病抗病基因,并解析了其作用机制

日期:2019-10-10 作者:上海迈其生物科技有限公司 来源:http://www.microgene.com.cn/

坏死营养型真菌立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)能侵染超过百种植物,导致水稻、玉米、大豆纹枯病和马铃薯黑痣病等作物病害。近期,科学家首次克隆了一个玉米纹枯病数量性状抗病基因ZmFBL41,并揭示了该基因通过自然变异避免病原菌对木质素合成的抑制从而引起抗纹枯病的机制。研究发现,水稻中超量表达感病等位基因会增强对纹枯病的感病性,从而证明ZmFBL41负调控植物免疫。蛋白互作研究发现,感病基因编码蛋白ZmFBL41B73的LRR结构域与玉米木质素合成酶ZmCAD(cinnamyl alcohol dehydrogenase)互作并介导其泛素化降解;而抗病基因编码蛋白LRR区两个氨基酸替换突变后,则不能与ZmCAD发生互作。与ZmFBL41功能相反,ZmCAD正调控植物免疫,ZmCAD的Mu突变体和水稻同源基因OsCAD8B 的基因编辑敲除突变体均比野生型更感纹枯病。该研究还发现,在接种纹枯病菌24-48小时后,玉米抗病自交系群体的木质素含量显著高于感病自交系群体。据了解,ZmFBL41是利用正向遗传学克隆的植物抗立枯丝核菌菌属病害的首个基因,相关研究结果对更多作物的抗纹枯病遗传改良具有重要意义。

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