病害是造成全球水稻产量损失的主要原因之一，其中稻瘟病，白叶枯病和纹枯病是水稻生产中的三大主要病害。本研究通过T-DNA插入突变体鉴定到一个对稻瘟病、白叶枯病、纹枯病均有显著抗性的基因OsMESL。通过CRISPR-Cas9、RNAi干涉分析发现，抑制OsMESL的表达可以显著增强对病原菌的抗性，遗传互补可以回复突变体的表型。
近日，华中农业大学林拥军教授团队在植物学权威期刊Plant Biotechnology Journal（IF=8.154）上在线发表了题为“Repressed OsMESL expression triggers reactive oxygen species mediated broad‐spectrum disease resistance in rice”的研究性文章。
图1 osmesl对白叶枯病菌、纹枯病菌表现出显著抗性。
图2 osmesl对稻瘟病菌表现出显著抗性。
定位研究显示，OsMESL定位在细胞膜和叶绿体。酵母双杂交筛库发现，OsMESL可与硫氧还蛋白OsTrxm发生互作，进一步的双荧光素酶酶活恢复、BiFC、Co-IP实验表明，二者可以在体内外发生互作。
图3 OsMESL与OsTrxm蛋白互作验证
同源比对发现OsMESL可能参与了N端豆蔻酰化，因此推测可能通过豆蔻酰化影响互作蛋白OTrxm的稳定性，进而影响了叶绿体内ROS的平衡，通过Western实验证实，T-DNA插入突变体osmesl及RNAi中OsTrxm蛋白含量降低。在接病前后，二者体内过氧化氢的含量显著升高。同时转录组分析发现，osmesl中与抗病及活性氧相关的基因表达差异显著。与此同时，osmesl中JA含量显著升高，可能是由于OsTrxm互作蛋白2-半胱氨酸过氧化物酶BAS1表达的下降，降低了亚麻酸的还原过程，进而促进了由亚麻酸合成JA。综上所述，该研究鉴定了一个新的广谱抗病基因，为水稻抗病提供了新的见解。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.13566
