OsHSP70-2及其互作蛋白OsPR10a调控水稻稻瘟病功能解析OA
Preliminary Study on Blast Resistance Regulated by OsHSP70-2 and Interacting OsPR10a in Rice
[目的]热休克蛋白(heat shock protein)HSP70作为免疫调控关键分子伴侣,兼具蛋白稳态维持与免疫调节双重功能.利用实验室前期筛选到的 OsHSP70-2及其病程相关互作候选蛋白 OsPR10a(水稻病程相关蛋白 10a),解析二者的抗稻瘟病功能关联机制,为选育持久抗稻瘟病水稻品种提供参考.[方法]利用系统进化分析、基因编辑构建 OsHSP70-2突变体,接种稻瘟病菌,统计病斑面积和真菌生物量进行表型分析;结合双分子荧光互补和荧光素酶互补成像试验验证 OsHSP70-2和 OsPR10a的关系;利用烟草系统和双荧光素酶瞬时表达试验验证 OsHSP70-2和 OsPR10a诱导细胞死亡的关系.[结果]OsHSP70-2基因基序组成存在一定的物种特异性变异,但在蛋白整体结构上表现出高度的保守性.通过基因编辑获得 OsHSP70-2突变体植株,离体接病后表现为对稻瘟病菌更敏感.利用双分子荧光互补和荧光素酶互补成像试验,证实 OsHSP70-2和 OsPR10a存在相互作用.通过烟草以及双荧光素酶瞬时表达试验表明,OsPR10a单独表达不会诱导细胞死亡,但 OsHSP70-2与 OsPR10a共同表达时会引起细胞死亡反应.[结论]OsHSP70-2可能通过影响 OsPR10a的正确折叠、稳定性或亚细胞定位,调控其核酸酶活性的发挥,进而影响下游防御反应.本研究初步揭示了 OsHSP70-2通过调控 OsPR10a参与水稻抗稻瘟病的分子机制,为解析HSP70介导的免疫调控网络提供了新线索,也为利用分子伴侣培育持久抗病水稻品种奠定了理论基础.
[Objective]Roles of heat-shock HSP70 and its interactive protein in regulating blast resistance of rice plants were analyzed.Previously identified OsHSP70-2 and its interacting OsPR10a from rice plants with durable resistance to blast disease were used as a reference.[Methods]An OsHSP70-2 mutant was constructed by phylogenetic analysis and gene editing to measure the lesion area and fungal biomass for a phenotypic analysis.Roles and relationship between OsHSP70-2 and OsPR10a was studied using bimolecular fluorescence complementation and luciferase complementary imaging experiments.Cell death induced by the proteins was verified on a tobacco system and by a double luciferase transient expression assay.[Results]There were certain species-specific variations in the motif of OsHSP70-2,but a high degree of conservation existed in the overall protein structure.In vitro,the OsHSP70-2 mutant rice plants obtained by gene editing were more sensitive to Magnaporthe oryzae inoculation.An interaction between OsHSP70-2 and OsPR10a was confirmed,and their co-expression,not OsPR10a alone,caused tobacco cell death.[Conclusion]OsHSP70-2 might regulate the nuclease activity expression through appropriate folding,stability,or subcellular localization of PR10a to activate the downstream defense response.The preliminarily revealed molecular mechanism by this study indicated that OsHSP70-2 mediated the homeostasis of rice plants through regulating OsPR10a.The information would substantially facilitate the breeding of disease resistant varieties.
陈婷;吴方喜;谢华安;张建福;李昆阳;魏毅东;朱永生;陈丽萍;何炜;郑燕梅;蒋家焕;蔡秋华
福建农林大学植物保护学院,福建 福州 350002||福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建农林大学植物保护学院,福建 福州 350002||福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003福建省农业科学院水稻研究所,福建 福州 350019||农业农村部华南杂交水稻种质创新与分子育种重点实验室/福州(国家)水稻改良分中心/福建省作物分子育种工程实验室/福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地/水稻国家工程中心,福建 福州 350003
农业科技
水稻热休克蛋白稻瘟病HSP70水稻病程相关蛋白10a
riceheat shock proteinblastHSP70PR10a
《福建农业学报》 2026 (5)
542-549,8
国家水稻产业技术体系建设专项(CARS-01-08)福建省科技重大专项(2024NZ029027)福建省农业科学院优秀科技创新人才专项(YCZX202401)
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