作物病虫害对全球粮食安全构成了重大威胁,而发现抗病基因资源并解析其功能机制是分子育种研究的核心任务之一。长链非编码RNA(lncRNA),作为一种长度超过200个核苷酸的非编码RNA分子,在调控作物复杂农艺性状和环境适应性方面的作用机制,已经成为生命科学领域的前沿研究方向。
中山大学陈月琴教授领导的研究团队在先前鉴定出一个受白叶枯病菌侵染诱导表达、能够增强水稻抗性的lncRNA ALEX1(A Leaf Expressed and Xoo-induced lncRNA 1)的基础上,深入探讨了ALEX1与水稻生长素响应因子ARF3之间的直接相互作用及其共同调控水稻抗性的分子机制。研究显示,ARF3能够通过其中间无序区域(middle region, MR)形成类似固态的、不具备功能的蛋白质凝聚体。ALEX1则通过调节这些ARF3蛋白凝聚体的动态变化——具体来说,是抑制无功能的ARF3的类固态相,并促进ARF3转换为有功能的二聚体形式——从而增强了ARF3对下游靶基因(例如JAZ13)转录的抑制能力。这一过程激活了茉莉酸信号传导路径,进而加强了水稻的免疫反应。该研究成果为抗病基因的挖掘以及作物遗传改良提供了新的视角和分子靶点。