miRNA调控水稻抗病毒机制
2017-01-13 14:49:16   来源:北京大学生命科学学院
内容摘要
水稻作为中国重要的主粮作物,一直以来都备受农户们的关注,目前水稻保护、补贴政策都不错。近日,北大生命科学学院李毅课题组在RNA沉默通路参与水稻抗病毒防御机制研究方面取得新发现。

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立春过后,气候开始回暖,各种病菌和害虫慢慢开始活跃。农户们应该及时做好早春病虫害的预防。

北京大学生命科学学院李毅课题组与中科院遗传发育所曹晓风院士课题组合作,近日在Nature Plants杂志上发表了题为“ROS Accumulation and Antiviral Defence Control in Rice by MicroRNA528”的研究论文。科研人员通过分子生物学、遗传学以及生物信息学等手段,发现了一个单子叶植物特有且能够被病毒侵染所抑制的水稻负调控抗病因子miR528,揭示了该miRNA及其调控的靶基因在水稻与病毒相互作用过程中的抗病机制,并进一步发现该机制具有广谱抗病毒功能。

水稻作为重要的粮食作物长期以来受到多种病毒病的侵害,在实际中缺乏有效的控制方法。虽然在模式植物抗病毒免疫方面有较多的研究,但是对于单子叶禾本科作物的研究很少。该课题组前期的研究发现水稻AGO18蛋白能够通过竞争性结合miR168来保护AGO1,然后AGO1结合vsiRNA对病毒基因组RNA进行沉默,从而增强水稻的抗病毒防御反应,该发现于2015年2月在线发表于eLife杂志上。基于对AGO18的研究,该项研究发现单子叶植物特有的miR528能够通过被AGO18竞争性结合,从而释放靶基因抗坏血酸氧化酶(AO),AO通过氧化抗坏血酸调节植物体内的氧化还原稳态,从而促进植物体内活性氧族(ROS)的积累,启动下游的抗病毒通路。该研究成果进一步证明水稻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网络的复杂与多样性,对于推进理解宿主通过RNA沉默抗病毒机理以及今后培育广谱抗病毒作物品种具有重要意义。

该论文的共同第一作者为李毅课题组的博士后吴建国博士、曹晓风院士课题组的博士后杨荣新博士,以及北京大学博士研究生杨志蕊。该项研究得到了国家重大基础研究计划973项目、国家自然科学基金重点项目、中科院卓越中心、蛋白质与植物研究国家重点实验室,以及北大-清华生命科学联合中心等多个机构和经费的资助。

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