The Plant Cell封面论文介绍缑金营课题组小麦抗病机制研究进展
      2015年6月,植物学研究领域最高的国际顶级学术期刊《The Plant Cell 》杂志[IF=9.34]的封面发表了遗传工程国家重点实验室缑金营青年研究员课题组的研究论文“Wheat Stripe Rust Resistance Protein WKS1 Reduces the Ability of the Thylakoid-Associated Ascorbate Peroxidase to Detoxify Reactive Oxygen Species”,在国际上首次揭示了小麦抗条锈的内在精细分子机制。

      我国是农业大国,小麦是我国人民的主粮。在全世界范围内,小麦为人类提供了超过20%的能量和蛋白质,小麦哺育了人类。虽然目前全世界小麦年产量约700万吨,但是世界人口的增加需要小麦产量的不断提高。小麦增产的一个有效途径是控制病害造成的减产,目前全世界范围内小麦的最主要病害是条锈。WKS1Yr36)是一个小麦的广谱抗病基因,可以有效抑制病原菌的扩散,但是其作用机制有待深入挖掘。

      缑金营青年研究员课题组携手UC Davis的美国科学院院士Jorge Dubcovsky课题组联合了中、美、英和以色列的多家研究单位,利用大量的转基因材料,通过长期、坚实的工作,揭示了WKS1的精细工作机制。本研究发现WKS1编码的蛋白可以经过跨膜运输,进入叶绿体,结合并且磷酸化一个靶蛋白——类囊体抗坏血酸过氧化物酶(tAPX),干扰tAPX分解过氧化氢的过程,造成WKS1转基因叶片过氧化氢积累,从而加速细胞死亡。这种细胞死亡,对于小麦是“断叶求生”,对于病菌则是“画叶为牢”,从而有效地限制了条锈菌在小麦叶片的扩繁。对于抗病基因靶蛋白的研究是挖掘新抗病基因的有效途径,利用多个抗病基因的叠加效应有望产生持久、完全的抗性,战胜不断突变的病菌,有效、安全地提高小麦产量,造福人类社会。

          

      本工作是迄今为止在小麦基因功能研究领域的一个标志性突破,被植物学领域研究类影响最高的《The Plant Cell 》杂志选为当月封面论文。缑金营青年研究员为论文的第一作者,合作科学家Jorge Dubcovsky院士为通讯作者。该工作获得国家自然科学基金委、上海市教委高校特聘教授(东方学者)等项目的资助。

论文连接:http://www.plantcell.org/content/27/6/1755.long

发布日期:2015/8/28