近日，国际权威学术期刊Molecular Plant发表了山东农业大学丁新华教授团队题为“Control of H2S synthesis by the monomer-oligomer transition of OsCBSX3 for modulating rice growth-immunity balance”的研究论文。研究表明，胱硫醚β合成酶OsCBSX3通过其单体和寡聚体状态的转变来调控硫化氢（H2S）的生成，这对于维持水稻生长与免疫反应之间的平衡至关重要，特别是在增强对条斑病（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola，Xoc）和白叶枯病（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）的抵抗力方面。山东农业大学植物保护学院丁新华教授为通讯作者，在读博士研究生张海淼为第一作者。
作为关键的内源性气体信号分子，H2S对于植物正常的生理功能是必不可少的。它的浓度依赖性调控机制影响了从种子萌发到根系发展的多种生长过程，并能抑制如褐腐病菌等真菌的生长。然而，在水稻中H2S的合成途径及其如何影响对特定病原体抗性的机制仍需进一步研究。该研究揭示了OsCBSX3在水稻体内以单体和寡聚体两种形式存在，其中OsTrxZ蛋白和PsbO蛋白在调控这两种形式之间的转换过程中扮演了重要角色。这一转换过程对于水稻生长与免疫的平衡至关重要。实验显示，过表达OsCBSX3或PsbO可增加水稻中H2S的含量及提高对特定疾病的抵抗力；而oscbsx3和psbo突变体则表现出相反的效果。此外，H2S作为一种免疫信号分子能够触发活性氧的爆发，上调防御相关基因的表达，从而增强水稻对这些病害的抵抗力。当H2S浓度过高时，会引发一系列变化来减少H2S的过度积累对水稻造成的负面影响。图1 PsbO和OsTrxZ拮抗调节OsCBSX3寡聚体和单体平衡总的来说，这项研究强调了PsbO和OsTrxZ在调控OsCBSX3寡聚体与单体状态转换中的拮抗作用，这对平衡水稻的免疫反应和生长发育具有重要意义。这不仅加深了我们对水稻免疫机制的理解，也为利用遗传改良提升作物抗病性提供了理论基础。图2 OsCBSX3依赖自身单体-寡聚体转换调控硫化氢合成及平衡水稻生长免疫新机制山东农业大学博士后Muhammad Zunair Latif、在读博士研究生孙宝龙、在读硕士研究生吕蕾、已毕业硕士研究生刘洋、李洋副教授、尹梓屹教授、路冲冲副教授、赵海朋副教授、孔令广高级实验师及扬州大学吴涛博士等参与了该项研究。研究工作得到了山东省重大基础研究项目和国家自然基金等项目的资助。![]()
