由真菌(Magnaporthe Oryza)引起的水稻稻瘟病是世界各稻區危害最嚴重的水稻病害之一，對全球稻作栽培產生毀滅性的影響。近日，必威betways 農業生物基因研究中心華創公共實驗室的學科團隊與必威betways 水稻研究所的水稻分子育種團隊等合作在一區期刊《Crop Journal》在線發表了題為“OsGF14b, a positive regulator in panicle blast resistance, functions as a central node in modulating different defense-related signaling pathways”的研究論文。該研究利用多組學的方法係統解析了OsGF14b調控水稻穗瘟抗性的分子機製。

本研究以野生型日本晴和OsGF14b過表達植株穗瘟接種和不接種的小穗為研究材料，通過綜合運用蛋白質組學、代謝組學以及脂質組學技術手段解析了OsGF14b介導的下遊調控網絡。發現OsGF14b在稻瘟病菌侵染過程中極強的激活了水稻的赤黴素合成通路並導致木質素合成通路的重編程。甲苯胺藍染色結果顯示接種24小時後OsGF14b過表達植株的木質素含量顯著低於野生型植株。此外，水稻內源激素的定量分析和激素外施實驗表明OsGF14b介導的穗瘟抗性與生長素和茉莉酸通路的激活以及水楊酸通路的抑製相關，生長素和茉莉酸是通過不同的信號通路調控OsGF14b介導的穗瘟抗性。有趣的是，研究人員發現赤黴素、木質素以及生長素在穗瘟抗性中的調控作用與葉瘟抗性剛好相反。已有的研究表明這三種物質都是負向調控葉瘟抗性，而本研究表明這三種物質均正向調控穗瘟抗性，這也同時說明了葉瘟抗性和穗瘟抗性之間可能存在不同的調控機製。本研究提供的穗瘟接種後分子變化的網絡，可為今後水稻穗瘟抗性研究提供潛在的目標。
       晏石娟和劉清為本文共同第一作者。劉斌、Alisdair R. Fernie和晏石娟為本文的共同通訊作者。

圖1. OsGF14b調控穗瘟抗性的作用模型。