水稻是全球重要的粮食作物，在其生长发育过程中经常会遭受各种病菌侵害，其中由稻瘟菌侵染引起的稻瘟病是水稻上破坏性最强、危害最大的重要病害之一，严重威胁水稻产量和品质。蛋白质泛素化修饰在植物免疫反应中发挥重要功能，其中E3泛素连接酶是蛋白质泛素化途径的关键调控因子。有关E3泛素连接酶介导的泛素化修饰在植物免疫反应中的作用已有大量研究报道，在水稻中也已鉴定到一批参与免疫反应调控的E3泛素连接酶(Yan et al., 2024)，但大多研究集中在泛素化修饰介导的蛋白降解途径与植物免疫反应的关系方面。
近日，JIPB发表了题为“Rice E3 ubiquitin ligases balance immunity and yield through non-proteolytic ubiquitination”的评述文章(DOI: 10.1111/jipb.13831)，由浙江大学生物与技术学院宋凤鸣教授团队简要评述了中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员团队以及四川农业大学王静教授团队分别在Nature和Nature Communications上发表的“Release of a ubiquitin brake activates OsCERK1-triggered immunity in rice” (Wang et al., 2024)和“Fine-tuning of IPA1 transactivation activity by E3 ligase IPI7-mediated non-proteolytic K29-ubiquitination during Magnaporthe oryzae infection” (Shi et al., 2024)的研究工作。评述文章认为，这两项研究揭示了水稻E3泛素连接酶在响应病原菌侵染时通过非降解性泛素化修饰，影响底物活性，从而精细调控植物免疫反应和产量性状的新机制，拓展了对植物免疫及产量平衡调控网络的认识。
在正常条件下，OsCIE1泛素化OsCERK1并抑制其激酶活性，作为分子制动器阻止OsCERK1介导的自身免疫，同时转录因子IPA1促进产量相关基因的表达，从而促进植株正常生长和产量形成。在稻瘟病菌侵染时，OsCERK1被快速激活，磷酸化OsCIE1并抑制其E3泛素连接酶活性，从而激活免疫信号通路；IPI7介导IPA1的K29泛素化修饰，特异性增强IPA1对免疫相关基因的转录活性，启动免疫反应(图1)。这些突破性研究成果极大地丰富了水稻与稻瘟病菌互作的分子调控机制，为培育兼顾高产和抗病性的作物品种提供基础。
浙江大学农业与生物技术学院宋凤鸣教授为该论文通讯作者，颜钰卿博士（现为山东师范大学生命科学学院讲师）为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
参考文献：
Yan, Y., Wang, H., Bi, Y., Song, F. (2024). Rice E3 ubiquitin ligases: From key modulators of host immunity to potential breeding applications. Plant Commun. 5: 101128.
文章引用：
Yan, Y., Wang, H., Bi, Y., Tariq, L. and Song, F. (2025). Rice E3 ubiquitin ligases balance immunity and yield through non-proteolytic ubiquitination. J. Integr. Plant Biol. Doi:10.111/jipb.13831
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