稻瘟病 / 水稻 / RNA修饰 / 抗病性
图1. M. oryzae感染期间转录组、脂质和茉莉酸的动力学变化
图2. m1A、2'O-Nm、ac4C、m5C、m6A和m7G修饰的景观和动态变化
该团队发现,稻瘟病侵染时,RNA乙酰化修饰动态和mRNA翻译重编程显著正相关。深入分析表明,富集于密码子第三位的RNA乙酰化修饰(ac4C)增强了脂质代谢和茉莉酸合成相关mRNA的翻译效率。
进一步分析表明,RNA修饰在转录本的不同区域(5'UTR、CDS和3'UTR)的密度分布不同:m1A在5'UTR和CDS富集,2’O-Nm、m5C和m6A在3'UTR和CDS富集,而ac4C主要集中在CDS区域。
而ac4C通过CNNCN序列调控翻译效率,并且71.4%的ac4C位点位于七种氨基酸的密码子中,尤其在第三位富集(42.3%)。这一特点增强了ac4C与相应tRNA的相互作用,从而提高翻译效率。
在水稻感染稻瘟病菌后,RNA乙酰转移酶OsNAT10的转录水平在6-12小时显著上调,同时mRNA中的ac4C含量显著增加。
OsNAT10敲除植株显示出ac4C含量明显降低,且在感染后表现出更长的病斑和更高的真菌生物量,抗性降低。相反,OsNAT10过表达植物显示更短的病斑和更低的真菌生物量。
这些结果表明,OsNAT10作为调控RNA乙酰化修饰的关键因子,通过调节mRNA中的ac4C水平,积极增强了水稻的稻瘟病抗性。
研究发现,水稻在稻瘟感染后,乙烯基环氧化酶OsAOC mRNA的ac4C水平和翻译效率显著提高,OsNAT10的缺失导致这两者降低,影响JA合成。
OsNAT10还调控转录因子OsERF77,影响其翻译效率和ac4C水平,进而调控JA合成相关基因OsAOS2、OsGLIP1和OsALDH2b的表达。
OsERF77-KO植物表现出减弱的抗病性,而OsERF77-OE植物则增强抗性。最终,OsNAT10通过提高OsERF77的ac4C水平和翻译效率,促进JA合成,从而提升水稻对稻瘟的抗性。
点“在看”给我一朵小黄花