来点光照，水稻对稻瘟病菌免疫力就能提高
时间：2019-08-15
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科技日报南京8月13日电 稻瘟病是水稻生产上的毁灭性病害，严重时颗粒无收。该病害在阴雨连绵、光照不足时常常会大爆发，但是其机制至今仍不清楚。13日，笔者从南京农业大学张正光课题组获悉，研究人员发现有些水稻品种在光照较弱时，稻瘟病发病严重，而光照强时，则发病弱。这与水稻体内一种名为LHCB5的基因有关。该成果发表在《美国科学院院报》上。
研究人员介绍，在光照条件下，LHCB5响应稻瘟病菌的侵染，发生磷酸化，加速向叶绿体中积累，形成三聚体，不再与电子转运相关蛋白PsbS结合，导致电子转运速率下降。大量的电子在叶绿体中积累，与氧气结合，诱发叶绿体中活性氧的迸发，激活抗病相关基因的表达，从而调控水稻对稻瘟病菌的抗性。
研究表明，水稻体内有一种专门负责吸收和传递光能的水稻捕光复合体家族，其成员之一是LHCB5基因。正常情况下，LHCB5基因会跟他的工作伙伴一种电子转运相关蛋白PsbS，一起在叶绿体中组团工作。团队发现，在光照条件下，稻瘟病菌入侵水稻时，LHCB5基因的第24位苏氨酸发生磷酸化，给水稻体内拉起战时警报。
张正光介绍，水稻战时警备状态下，LHCB5基因会一反常态，加速向叶绿体中积累，撇开老朋友PsbS，自身以三人特别行动队三聚体的方式快速聚合。大量特别行动队在叶绿体中快速集合巡逻和戒严，导致叶绿体正常的电子行动不便，转运速率下降，这些电子在叶绿体中大量积累，就找到氧气合作，诱发叶绿体中活性氧的迸发，唤醒了叶绿体内的专门的抗病相关基因，从而提高了水稻对稻瘟病菌的反抗能力。
该研究同时分析了3000份水稻种质资源，发现LHCB5基因的启动子区域存在丰富的多态性位点SNPs，不同的SNPs决定着LHCB5基因转录水平的高低，并且在粳稻和籼稻品种中存在明显分化，粳稻中LHCB5基因的转录水平显著高于籼稻品种。
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