盐生植物里海盐穗木病程相关蛋白HcPR10的RNase活性增强转基因拟南芥生物胁迫耐受性的机制研究

（编辑推荐）本研究揭示盐生植物Halostachys caspica的病程相关蛋白PR10通过其核糖核酸酶(RNase)活性及防御基因调控网络，显著增强拟南芥对黄萎病菌(Verticillium dahliae)和丁香假单胞菌(Pst DC3000)的抗性。通过定点突变实验锁定E150为RNase活性关键位点，为植物抗病育种提供新靶点。

　　

亮点

盐生植物里海盐穗木(Halostachys caspica)的HcPR10蛋白通过双重机制——核糖核酸酶(RNase)活性和防御基因调控网络，赋予转基因拟南芥对真菌和细菌病原体的广谱抗性。关键氨基酸E150被鉴定为RNase活性的分子开关，为设计抗病作物提供理论依据。

HcPR10参与生物胁迫响应

当用水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理时，HcPR10转录水平在24小时内持续上调，分别达到初始水平的5倍和20倍以上（图1A,B）。类似地，ACC处理使HcPR10表达量在6小时达到峰值（诱导超50倍），随后维持在40倍左右的高水平。

讨论

PR10家族蛋白以其多效性特征成为植物免疫防御的核心元件。本研究通过病原体挑战、遗传操作和表型分析的三维框架，阐明HcPR10通过以下机制增强植物抗性：

1. 激素诱导的快速转录激活（SA/MeJA/ACC处理引发5-50倍表达量变化）

2. RNase介导的病原体核酸降解（E150A突变体证实该活性与抗性正相关）

3. 防御基因网络调控（PR1、PDF1.2等标记基因显著上调）

结论

HcPR10作为生物胁迫响应的核心调控因子，其RNase活性与E150位点直接相关。该蛋白通过"核酸酶攻击+免疫信号放大"的双重机制，为作物抗病育种提供了新型分子模块。