陈功友团队综述TALE蛋白诱导水稻抗白叶枯病研究进展

　　水稻 （Oryza sativa L.） 起源于我国，其栽培历史可追溯至约一万年前，我国南方地区的普通野生稻被驯化成为早期栽培稻。到明末，已出现“天下育民人者，稻居什七”的记载。目前，我国已成为全球最大的大米生产国和消费国。据农业农村部编印的《中国农业农村经济简况》显示，2021年全国稻谷总产量4257亿斤，占粮食作物总产量的31.17%；而有效防控水稻生产上的重大病虫害，是保障水稻绿色生产安全的基石。

 

　　白叶枯病 （bacterial blight, BB），由稻黄单胞菌稻致病变种 （Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo） 引起，是我国和全球其他主要稻区重要的致灾细菌病害。20世纪60–80年代，白叶枯病在我国大规模发生，水稻产量损失惨重。近年来，因病原菌毒性变异导致抗病基因抗性丧失，白叶枯病“老病重发”，威胁着我国水稻生产安全。据统计，白叶枯病在我国水稻产区呈区域性、间歇性爆发成灾，我国南方稻区在适温高湿条件下，特别是台风暴雨天气，病害爆发致灾，水稻减产50%以上。

 

　　Phytopathology Research 今日在线发表了上海交大通大学农业与生物学院陈功友课题组题为“TALE-induced immunity against the bacterial blight pathogen Xanthomonas oryzae pv. oryzae in rice”的综述文章。该文系统综述了稻黄单胞菌TALE蛋白诱导水稻白叶枯病抗性的研究进展，包括：1） 我国抗白叶枯病水稻育种概况，简述了白叶枯病抗性和遗传改良的历史，明确xa5、Xa7和Xa23为我国优选抗病基因；2） 转录激活类效应子 （Transcription activator-like effectors, TALE） 是Xoo主要致病因子，并阐述TALE蛋白的结构特征、致病机制和对Xoo的毒力贡献；3） BB感病基因的分类与作用机制；4） BB抗病基因的分类与作用机制；5） TALE激活靶标基因转录表达所需的转录复合体；6） TALE蛋白和寄主靶标基因间的协同进化；7） TALE与non-TALE间的相互作用；8） 寄主水稻感知病原菌TALE的方式；9） 执行类抗病基因的作用机理与在抗病育种中的应用；10） 基因编辑感病基因赋予水稻广谱持久抗病性的育种途径 （Fig. 1）。最后，本文对TALE蛋白诱导水稻抗病性的机理和水稻白叶枯病抗病育种中存在的问题和研究方向进行了讨论与展望。

 

　　Fig. 1 Working model of rice immunity triggered by transcription activator-like effectors （TALEs） and Xops of Xanthomonas oryzae pv. oryzae （Xoo）， the causal agent of bacterial blight （BB） in rice

 

　　上海交通大学农业与生物学院博士后徐夏萌为本文第一作者，陈功友教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金 （31830072, 32202243, 32102147） 和中国博士后科学基金 （2021M702156, 2020M681309） 的资助。

 

　　上海交通大学农业与生物学院坚持“以农为本、交叉融合、创新发展、引领前沿”的指导思想，努力实现建设中国特色世界一流农科的战略目标。陈功友教授团队长期从事稻黄单胞菌–水稻互作机理研究，主要开展病原菌关键致病因子鉴定、TALE蛋白调控水稻抗（感）病性的机制解析和广谱抗病水稻新种质创制等研究工作。

 

　　原文链接：https://doi.org/10.1186/s42483-022-00153-x