miRNA調控水稻抗病毒機制
2017-01-13 14:49:16   來源:北京大學生命科學學院
內容摘要
水稻作為中國重要的主糧作物,一直以來都備受農戶們的關注,目前水稻保護、補貼政策都不錯。近日,北大生命科學學院李毅課題組在RNA沉默通路參與水稻抗病毒防御機制研究方面取得新發現。

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立春過后,氣候開始回暖,各種病菌和害蟲慢慢開始活躍。農戶們應該及時做好早春病蟲害的預防。

北京大學生命科學學院李毅課題組與中科院遺傳發育所曹曉風院士課題組合作,近日在Nature Plants雜志上發表了題為“ROS Accumulation and Antiviral Defence Control in Rice by MicroRNA528”的研究論文。科研人員通過分子生物學、遺傳學以及生物信息學等手段,發現了一個單子葉植物特有且能夠被病毒侵染所抑制的水稻負調控抗病因子miR528,揭示了該miRNA及其調控的靶基因在水稻與病毒相互作用過程中的抗病機制,并進一步發現該機制具有廣譜抗病毒功能。

水稻作為重要的糧食作物長期以來受到多種病毒病的侵害,在實際中缺乏有效的控制方法。雖然在模式植物抗病毒免疫方面有較多的研究,但是對于單子葉禾本科作物的研究很少。該課題組前期的研究發現水稻AGO18蛋白能夠通過競爭性結合miR168來保護AGO1,然后AGO1結合vsiRNA對病毒基因組RNA進行沉默,從而增強水稻的抗病毒防御反應,該發現于2015年2月在線發表于eLife雜志上。基于對AGO18的研究,該項研究發現單子葉植物特有的miR528能夠通過被AGO18競爭性結合,從而釋放靶基因抗壞血酸氧化酶(AO),AO通過氧化抗壞血酸調節植物體內的氧化還原穩態,從而促進植物體內活性氧族(ROS)的積累,啟動下游的抗病毒通路。該研究成果進一步證明水稻AGO蛋白在水稻抗病毒防御中的重要作用,并且揭示了植物抗病毒防御網絡的復雜與多樣性,對于推進理解宿主通過RNA沉默抗病毒機理以及今后培育廣譜抗病毒作物品種具有重要意義。

該論文的共同第一作者為李毅課題組的博士后吳建國博士、曹曉風院士課題組的博士后楊榮新博士,以及北京大學博士研究生楊志蕊。該項研究得到了國家重大基礎研究計劃973項目、國家自然科學基金重點項目、中科院卓越中心、蛋白質與植物研究國家重點實驗室,以及北大-清華生命科學聯合中心等多個機構和經費的資助。

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