近日,，我院作物病蟲害監(jiān)測與治理團隊在 Plant, Cell & Environment 期刊在線發(fā)表了題為“Inactivation of a Wheat Ribosomal Silencing Factor Gene TaRsfS Confers Resistance to Both Powdery Mildew and Stripe Rust”的研究論文,，我院已畢業(yè)博士生李若冰為論文第一作者,，王保通教授和李強副研究員為論文共同通訊作者,。
該研究揭示了小麥在受到 Blumeria graminis f. sp. tritici ( Bgt )和 Puccinia striiformis f. sp. tritici ( Pst )侵染后,，核糖體沉默因子TaRsfS通過與12-氧-植物二烯酸還原酶1（12-oxo-phytodienoic acid reductase 1,，OPR1）結(jié)合形成TaRsfS-TaOPR1復合體,，抑制寄主JA生物合成,，從而使小麥感病的分子機制,。
白粉病和條銹病是世界范圍內(nèi)小麥上的重要病害，培育和種植抗病品種是最經(jīng)濟有效的防控措施,。挖掘可用于作物抗性精準改良的潛在靶標基因,，解析抗性分子機制，對病害持久控制具有重要意義,。核糖體沉默因子（Ribosomal silencing factor, RsfS）是一個幾乎被所有細菌和真核基因組編碼的保守蛋白,。其通過與核糖體大亞基50S結(jié)合抑制翻譯起始階段，參與生物體生長發(fā)育,、應對逆境等生物過程,，但TaRsfS在植物應對生物脅迫中的作用尚不明確。
研究發(fā)現(xiàn)過表達 TaRsfS 顯著降低小麥對白粉病和條銹病的抗性,，而通過CRISPR-Cas9敲除 TaRsfS 顯著增強了小麥的抗病性,，說明 TaRsfS 負調(diào)控小麥對白粉病和條銹病的抗性。成株期農(nóng)藝性狀測定表明,，敲除 TaRsfS 對小麥主要農(nóng)藝性狀沒有明顯影響（圖1）,。表明 TaRsfS 可作為小麥白粉病/條銹病抗性遺傳改良的靶標基因。
圖1 敲除 TaRsfS 增強了小麥白粉病/條銹病抗性且對主要農(nóng)藝性狀無明顯影響
通過利用蛋白質(zhì)互作技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，TaRsfS能夠在寄主受到病原菌侵染后與TaOPR1互作,。TaOPR1在TaRsfS的下游正調(diào)控小麥對白粉病和條銹病的抗性,。轉(zhuǎn)錄組測序表明，過表達 TaRsfS 使大量JA信號通路相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子及關(guān)鍵基因下調(diào)表達,。通過構(gòu)建蛋白截短體,、分子對接、體內(nèi)及體外酶活性測定等,，發(fā)現(xiàn)TaRsfS競爭性結(jié)合于TaOPR1酶活性口袋處,，影響TaOPR1與其底物的正常結(jié)合，抑制JA生物合成,，從而使小麥對白粉病和條銹病感?。▓D2）。
圖2 TaRsfS-TaOPR1互作負向調(diào)控小麥白粉病/條銹病抗性的模式圖
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃和教育部“111計劃”等項目的資助,。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pce.15172
編輯：劉小鳳
審核：郭 軍
