闫宗运
JXB︱福建农林大学林文雄教授团队及其合作者研究揭示出水稻根际病原菌诱导衰老的机制
2021-7-24 22:59
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2021年7月23日,福建农林大学生命科学学院林文雄教授团队及其合作者在Journal of Experimental Botany 杂志发表了题为The proliferation of a rhizospheric pathogen combined with pathogen-induced ROS accumulation的研究论文。本研究检测了与水稻早衰相关的根际微生物群。揭示了OsVHA-A1突变体根际主要病原菌 (Gibberella intermedia) 诱导衰老的机制。即OsVHA-A1突变体根能够分泌更多的甘露糖和鼠李糖,这正是Gibberella intermedia高效利用的糖类。病原菌诱导ROS 积累,从而诱导衰老。


根-病原体相互作用是影响水稻早衰的重要因素,然而,很少有研究解决其潜在的机制。

在本研究中,当OsVHA-A1 突变体 (液泡膜 H+ATPase 活性丧失) 发生显著的早衰时,突变体与WT根际之间细菌群落的相对丰度相似,而OsVHA-A1 突变体根际真菌群落的相对丰度与WT 则显著不同。此外,我们发现,与野生型相比,OsVHA-A1突变体根际土壤中有一个关键真菌菌株Gibberella intermedia,其在生长后期显著增加。G. intermedia 能够在OsVHA-A1 突变体根部快速定殖,并导致严重的ROS 积累。但是,在 WT 的情况下,情况正好相反,当被G. intermedia 感染时,其ROS 水平比突变体低得多。通过使用高效液相色谱 (HPLC),研究发现来自OsVHA-A1 突变体根分泌物中的糖与来自WT 根分泌物中的糖不同。突变体根分泌物中有甘露糖和鼠李糖,与其他糖类相比,G. intermedia 可以更有效地利用突变体根系分泌物中的甘露糖和鼠李糖。最后,可以利用拮抗细菌限制G. intermedia 在根际的增殖,从而减轻OsVHA-A1 突变水稻的早期衰老表型,提高粮食产量。

拮抗细菌减轻OsVHA-A1 突变所引起的早衰


原文链接:https://doi.org/10.1093/jxb/erab338


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