科学家揭示水稻转录因子高产抗病调控机制

(记者崔学勤)近日，《科学》在网上公布了四川农业大学陈团队、中国科学院遗传与发育生物学研究所李嘉阳团队和加州大学戴维斯分校帕米拉·罗纳德团队在水稻产量与抗病性协同调控机制研究方面的最新进展。揭示了水稻理想株型建立的关键基因IPA1的新调控机制，该基因可提高产量和抗稻瘟病性。

高产抗病品种的培育是水稻等粮食作物安全生产的重要保证。传统观点认为发育和抗性是两个相互对立的生物过程。然而，植物如何实现这两种关系的和谐共存呢？近年来，虽然已有报道表明，在增加植物抗性的同时，多个基因不影响产量，但尚未报道增加植物产量和增加抗性的单个基因。

IPA1编码植物特有的SPL转录因子家族成员，是水稻理想株型形成的核心元件之一。IPA1不仅能提高水稻产量，还能提高水稻对稻瘟病的抗性。进一步的研究发现，其编码蛋白IPA1的磷酸化修饰是平衡产量和抗性的关键调节中枢。IPA1被稻瘟病菌磷酸化。磷酸化可以改变IPA1和DNA序列的结合特征。通常，IPA1与穗发育相关基因如DEP1的启动子结合以促进其表达，并负责建立理想的水稻株型和调节水稻产量。稻瘟病菌磷酸化的IPA1更有可能与抗病相关基因WRKY45的启动子结合，促进其表达，增强免疫应答，提高抗病能力。

相关论文信息:DOI:10.1126/science.aat7675

中国科学新闻(2018-09-12，第一版集锦)