The Plant Cell封面论文介绍缑金营课题组小麦抗病机制研究进展
发布时间:2015-08-28  阅读次数:2049

       2015年6月,植物学研究领域最高的国际顶级学术期刊《The Plant Cell 》杂志[IF=9.34]的封面发表了我院缑金营青年研究员课题组的研究论文“Wheat Stripe Rust Resistance Protein WKS1 Reduces the Ability of the Thylakoid-Associated Ascorbate Peroxidase to Detoxify Reactive Oxygen Species”,在国际上首次揭示了小麦抗条锈的内在精细分子机制。

我国是农业大国,小麦是我国人民的主粮。在全世界范围内,小麦为人类提供了超过20%的能量和蛋白质,小麦哺育了人类。虽然目前全世界小麦年产量约700万吨,但是世界人口的增加需要小麦产量的不断提高。小麦增产的一个有效途径是控制病害造成的减产,目前全世界范围内小麦的最主要病害是条锈。WKS1Yr36)是一个小麦的广谱抗病基因,可以有效抑制病原菌的扩散,但是其作用机制有待深入挖掘。

我院缑金营青年研究员课题组携手UC Davis的美国科学院院士Jorge Dubcovsky课题组联合了中、美、英和以色列的多家研究单位,利用大量的转基因材料,通过长期、坚实的工作,揭示了WKS1的精细工作机制。本研究发现WKS1编码的蛋白可以经过跨膜运输,进入叶绿体,结合并且磷酸化一个靶蛋白——类囊体抗坏血酸过氧化物酶(tAPX),干扰tAPX分解过氧化氢的过程,造成WKS1转基因叶片过氧化氢积累,从而加速细胞死亡。这种细胞死亡,对于小麦是“断叶求生”,对于病菌则是“画叶为牢”,从而有效地限制了条锈菌在小麦叶片的扩繁。对于抗病基因靶蛋白的研究是挖掘新抗病基因的有效途径,利用多个抗病基因的叠加效应有望产生持久、完全的抗性,战胜不断突变的病菌,有效、安全地提高小麦产量,造福人类社会。

       本工作是迄今为止在小麦基因功能研究领域的一个标志性突破,被植物学领域研究类影响最高的《The Plant Cell 》杂志选为当月封面论文。缑金营青年研究员为论文的第一作者,合作科学家Jorge Dubcovsky院士为通讯作者。该工作获得国家自然科学基金委、上海市教委高校特聘教授(东方学者)和中组部“青年千人计划”等项目的资助。

论文连接:http://www.plantcell.org/content/27/6/1755.long

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