何祖華研究組應邀在Annual Review of Plant Biology撰寫綜述文章

  植物在整個生長季節受到不同病原微生物的侵染,在與病原菌的長期的斗爭過程中,進化出一套先天免疫系統(innate immunity)來抵抗病原菌的入侵。植物先天免疫系統主要包括兩層免疫反應:(1)細胞表面受體PRRs (pattern recognition receptors)識別病原菌保守分子(PAMPs)激發的免疫反應PTI (PAMPs-triggered immunity);(2)由胞內抗病受體NLR(nucleotide-binding leucine-rich repeat receptors)直接或間接地識別病原菌分泌的特異性效應子或無毒性蛋白(effectors/avirulent proteins)激發植物的?;钥共》磻狤TI (Effector-triggered immunity)。PTI是植物基礎抗性的主要形式,而ETI是植物對病原菌“gene for gene”的?;钥共?,抗性程度更高、有效性也更強。因此,ETI是作物抗病育種的主要靶標。但由于病原菌群的多變,小種?;剐砸子诒徊≡朔?,所以鑒定克隆植物廣譜抗病基因以及解析廣譜抗病信號轉導網絡一直是植物免疫領域的研究重點。近些年來,隨著基因組、轉錄組、蛋白組學以及基因編輯等技術的應用,以不同作物為研究對象鑒定克隆一系列不同類型的廣譜抗病和調控基因,闡明植物廣譜抗病的分子機制,并取得突破性的進展,為作物廣譜抗病育種奠定了堅實的理論基礎。

  中國科學院分子植物科學卓越創新中心何祖華研究組長期致力于植物免疫、廣譜抗病、抗病與發育互作機制研究和分子育種應用基礎研究。鑒定克隆水稻廣譜抗病基因,闡明植物廣譜抗病的分子機制(Science, 2017; Cell Host Microbe, 2016; Mol Cell, 2019; Cell Res, 2011等);揭示植物抗病與發育等性狀互作的分子通路(PNAS, 2012, 2013; Nature Biotech, 2015; Nature Genet, 2008; Mol Plant Pathol, 2014等);建立水稻廣譜抗病的分子育種技術體系,聯合育種單位成功開展水稻廣譜抗病和高產分子育種工作 (Nature Commun, 2017等)。

  3月20日,何祖華研究員和美國俄亥俄州立大學/中國農業科學院植物保護研究所王國梁教授受邀在Annual Review of Plant Biology撰寫題為“Exploiting Broad-Spectrum Disease Resistance in Crops: From Molecular Dissection to Breeding”的綜述論文,對不同作物已克隆廣譜抗病基因的功能、廣譜抗病的分子機制、廣譜抗病分子育種策略等進行了系統總結,并提出未來作物廣譜抗病抗病育種可能遇到的挑戰及解決辦法。

  中國科學院分子植物科學卓越創新中心鄧一文研究員,湖南農業大學植物保護學院李魏教授和中國農業科學院植物保護研究所寧約瑟研究員為該論文并列第一作者,何祖華研究員和王國梁教授為共同通訊作者。本項工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金委等研究項目的資助。

  論文鏈接:https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-arplant-010720-022215 

  

 

  圖示 作物廣譜抗病的分子機制與育種策略

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