OsBBI1-OsSUI1-NMD通路调控水稻免疫新机制:翻译起始因子降解介导的防御转录本积累

【字体: 时间:2025年08月10日 来源:New Phytologist 8.1

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  来自国内的研究团队揭示了E3泛素连接酶OsBBI1通过泛素化降解真核翻译起始因子OsSUI1,进而调控无义介导mRNA衰变(NMD)通路,促进防御相关选择性剪接(AS)转录本(如OsDR11S)积累,最终增强水稻对稻瘟病和白叶枯病抗性的分子机制,为作物抗病育种提供新靶点。

  

在植物与病原体这场永恒的军备竞赛中,水稻演化出了精妙的免疫调控网络。E3泛素连接酶OsBBI1如同一位分子指挥官,通过给真核翻译起始因子OsSUI1贴上泛素"死亡标签",促使其通过蛋白酶体降解。这一精准打击触发了连锁反应:无义介导mRNA衰变(NMD)通路的关键哨兵OsUPF1、OsUPF3和OsSMG7表达上调,导致防御相关的选择性剪接(AS)转录本(如抗稻瘟病的明星基因OsDR11S)在细胞中大量囤积。

有趣的是,当科学家敲除OsSUI1基因时,水稻不仅对稻瘟病菌和白叶枯菌的抵抗力显著增强,还展现出更厚的细胞壁和更活跃的活性氧爆发。更妙的是,几丁质(真菌细胞壁的主要成分)处理会主动降低OsSUI1和OsSMG7蛋白水平,暗示病原体入侵时植物会主动调控这条通路。通过构建osupf1、osupf3等NMD因子缺陷型突变体,研究团队证实这些"分子剪刀"的失灵确实会导致防御AS转录本堆积和免疫力提升。

这项研究首次描绘出OsBBI1-OsSUI1-NMD-AS这条四层级联调控通路,就像揭开了水稻免疫系统的秘密武器库。当OsBBI1激活时,通过降解OsSUI1解除NMD对防御转录本的压制,使水稻获得"预装弹药"对抗病原体入侵。这一发现不仅为理解植物免疫调控提供了新视角,更为设计"智能抗病水稻"提供了分子蓝图——或许未来通过精准调控这条通路,就能让作物获得持久广谱抗病性。

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