稻瘟病是水稻生产上的毁灭性病害 ， 严重时颗粒无收 。 该病害在阴雨连绵、光照不足时常常会大爆发 ， 但是其机制至今仍不清楚 。 13日 ， 笔者从南京农业大学张正光课题组获悉 ， 研究人员发现有些水稻品种在光照较弱时 ， 稻瘟病发病严重 ， 而光照强时 ， 则发病弱 。 这与水稻体内一种名为LHCB5的基因有关 。 该成果发表在《美国科学院院报》上 。
研究人员介绍 ， 在光照条件下 ， LHCB5响应稻瘟病菌的侵染 ， 发生磷酸化 ， 加速向叶绿体中积累 ， 形成三聚体 ， 不再与电子转运相关蛋白PsbS结合 ， 导致电子转运速率下降 。 大量的电子在叶绿体中积累 ， 与氧气结合 ， 诱发叶绿体中活性氧的迸发 ， 激活抗病相关基因的表达 ， 从而调控水稻对稻瘟病菌的抗性 。
【来点光照，水稻对稻瘟病菌免疫力就能提高】研究表明 ， 水稻体内有一种专门负责吸收和传递光能的水稻捕光复合体家族 ， 其成员之一是LHCB5基因 。 正常情况下 ， LHCB5基因会跟他的工作伙伴——一种电子转运相关蛋白PsbS ， 一起在叶绿体中组团工作 。 团队发现 ， 在光照条件下 ， 稻瘟病菌入侵水稻时 ， LHCB5基因的第24位苏氨酸发生磷酸化 ， 给水稻体内拉起“战时警报” 。
张正光介绍 ， 水稻“战时警备”状态下 ， LHCB5基因会一反常态 ， 加速向叶绿体中积累 ， 撇开老朋友PsbS ， 自身以“三人特别行动队”——三聚体的方式快速聚合 。 大量特别行动队在叶绿体中快速集合“巡逻”和“戒严” ， 导致叶绿体正常的电子行动不便 ， 转运速率下降 ， 这些电子在叶绿体中大量积累 ， 就找到氧气合作 ， 诱发叶绿体中活性氧的迸发 ， 唤醒了叶绿体内的专门的抗病相关基因 ， 从而提高了水稻对稻瘟病菌的反抗能力 。
该研究同时分析了3000份水稻种质资源 ， 发现LHCB5基因的启动子区域存在丰富的多态性位点SNPs ， 不同的SNPs决定着LHCB5基因转录水平的高低 ， 并且在粳稻和籼稻品种中存在明显分化 ， 粳稻中LHCB5基因的转录水平显著高于籼稻品种 。
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