水稻DELLA蛋白OsSLR1通过协同调控JA/ROS通路和抑制ABA通路增强对南方水稻黑条矮缩病毒的抗性

《BMC Plant Biology》：A rice DELLA protein OsSLR1 positively regulates rice resistance to southern rice black-streaked dwarf virus infection

中国农业科学院团队针对水稻抗病毒免疫调控机制这一关键科学问题，通过构建OsSLR1过表达株系，结合转录组测序和分子生物学实验，发现GA信号负调控因子OsSLR1能显著上调JA和ROS通路基因表达，同时抑制ABA通路，从而增强水稻对SRBSDV的抗性。该研究为作物抗病毒育种提供了新靶点，成果发表于《BMC Plant Biology》。

　　

在植物与病原体长期博弈的进化历程中，激素信号通路的交叉调控犹如一场精妙的分子交响乐。作为赤霉素(GA)信号通路的"刹车器"，DELLA蛋白家族在植物免疫中扮演着双面角色——既能抑制生长又能激活防御。然而，这个"分子开关"在水稻抗病毒免疫中的具体调控机制仍存在诸多未解之谜。中国农业科学院的研究团队在《BMC Plant Biology》发表的研究，首次系统揭示了水稻唯一DELLA蛋白OsSLR1通过多通路协同调控抵抗南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)的分子机制。

研究人员采用农杆菌介导的遗传转化构建OsSLR1过表达株系，通过白背飞虱介导的病毒接种实验评估抗性表型。结合RNA-seq转录组测序、RT-qPCR验证、DAB/NBT染色等关键技术，系统分析了OsSLR1调控的分子网络。所有实验均设置生物学重复，使用日本晴(NIP)和 Lansheng(LS)两种水稻背景材料。

研究首先发现SRBSDV感染能显著诱导OsSLR1表达。通过结构域分析显示，OsSLR1具有典型的DELLA和GRAS结构域，亚细胞定位证实其定位于细胞核。构建的OsSLR1过表达株系接种SRBSDV后，病毒积累量显著降低，植株症状明显减轻，证明OsSLR1正向调控水稻抗病毒免疫。

转录组分析揭示OsSLR1过表达导致2336个差异表达基因(DEGs)，其中1607个上调、729个下调。GO富集分析发现这些基因显著富集于JA响应、ABA响应、过氧化物酶活性等通路。RT-qPCR验证显示，JA通路关键基因OsAOC、OsCOI1a/b、OsJAZ4/11和防御标记基因OsPR1a/b显著上调；而ABA通路基因OsAAO2/3、OsPYL3等显著下调。

特别值得注意的是，OsSLR1激活了呼吸爆发氧化酶同源物(RBOH)家族基因表达，包括OsRBOHA、OsRBOHB等6个成员。DAB和NBT染色证实过表达植株中活性氧(ROS)积累显著增强，揭示了OsSLR1通过激活ROS爆发增强抗病性的新机制。

这项研究构建了OsSLR1调控抗病毒免疫的完整通路网络：一方面通过竞争性结合OsJAZs释放OsMYC2/3激活JA信号；另一方面抑制ABA通路并激活RBOH介导的ROS产生。这种多通路协同调控模式为理解植物激素交叉对话提供了新视角，也为设计"生长-防御"平衡的作物抗病育种策略提供了分子靶点。研究不仅拓展了DELLA蛋白的生物学功能认知，更为解决SRBSDV这一亚洲主要水稻病害提供了理论依据和技术支撑。