本专题鉴定及克隆了参与水稻和大豆抗病虫害相关的基因，阐明了其抗病的分子机制，为培育优质、抗病虫的水稻和大豆新品种提供了理论依据和方法指导。
水稻（Oryza sativa）是世界上最主要的粮食作物之一，其稳定生产与增产一直受多种病害的威胁。其中，由稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是水稻主要病害之一，全世界稻区均有发生，一般可引起减产10%—35%，不仅影响水稻的产量，还会影响稻米的品质。实践证明，选育并推广具有持久和广谱抗性的水稻新品种是防治稻瘟病最有效的方法之一。通过对水稻免疫系统抵御病原菌入侵机制进行研究，寻找广谱抗性基因并应用于农业生产，将为水稻抗病育种提供重要的理论指导和基因资源，极大地加快水稻抗性的遗传改良及抗病分子育种的进程。近期，福建农林大学植物免疫研究中心唐定中教授课题组完成的题为“胱硫醚-β-合成酶OsCBSX4调控水稻稻瘟病抗性的机理”在《中国农业科学》2024年第57卷23期正式发表。
该研究通过对水稻重要免疫调控蛋白OsBSK1-2进行互作蛋白筛选，鉴定到一个胱硫醚-β-合成酶OsCBSX4与OsBSK1-2存在互作，并通过多种方法对他们之间的相互作用进行了验证。免疫共沉淀、荧光素酶互补及双分子荧光互补试验均表明OsBSK1-2与OsCBSX4之间存在相互作用。OsCBSX4与OsBSK1-2之间的相互作用验证进一步研究发现，敲除OsCBSX4降低了水稻对稻瘟菌的抗性，喷雾接种稻瘟菌后，与野生型相比，oscbsx4突变体病斑数量更多；打孔接种稻瘟菌后，oscbsx4突变体较野生型病斑面积更大，稻瘟菌生长量更多。
同时，OsCBSX4的功能缺失也降低了稻瘟菌侵染所诱导的病程相关基因OsRP5、OsPR10的表达和H2O2的积累，以及chitin诱导的ROS爆发。oscbsx4-1突变体的稻瘟病抗性及相关免疫反应检测而过量表达OsCBSX4则提高了水稻的稻瘟病抗性，打孔接菌后，与野生型相比，过量表达OsCBSX4植株病斑面积更小，稻瘟菌生长更少。同时，OsCBSX4能够与介导水稻ROS产生的关键蛋白OsRbohB互作。此外，用OsCBSX4的代谢产物L-胱硫醚处理水稻，并不影响水稻的稻瘟病抗性。OsCBSX4与OsRbohB之间的相互作用检测及L-胱硫醚处理对稻瘟病抗性的影响
该研究表明OsCBSX4为OsBSK1-2信号通路中的重要组分，正调控水稻的稻瘟病抗性及免疫反应，OsCBSX4可能是通过与OsRbohB互作而影响ROS的产生，进而调控水稻免疫。福建农林大学刁志娟讲师和陈立喆为该论文共同第一作者，唐定中教授和李生平副教授为该论文共同通讯作者。
该研究获得科技创新2030重大项目（2023ZD04070）的资助。刁志娟, 陈立喆, 王勋, 鲁玲, 刘燕, 张静, 夏娜, 唐定中, 李生平. 胱硫醚-β-合成酶OsCBSX4调控水稻稻瘟病抗性的机理[J]. 中国农业科学, 2024, 57(23): 4593-4606.
DIAO ZhiJuan, CHEN LiZhe, WANG Xun, LU Ling, LIU Yan, ZHANG Jing, XIA Na, TANG DingZhong, LI ShengPing. The Mechanism of Cystathionine-β-Synthase OsCBSX4 in Rice Blast Resistance[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(23): 4593-4606.
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