近日,植物病虫害综合治理全国重点实验室作物病原生物功能基因组研究创新团队在《植物生理学(Plant Physiology)》杂志在线发表题为 “Dual regulation of RNase P subunit Rpp30 by an acetyltransferase and E3 ligase in rice immunity” 的研究论文。该研究发现,水稻RNase P亚基OsRpp30在抗稻瘟病过程中受到组蛋白乙酰转移酶OsHAG704和E3泛素连接酶OsBPM2的正向双重调控,揭示了水稻通过调控RNase P亚基的稳定性增强免疫反应的机制。
水稻是全球重要粮食作物,稻瘟病(rice blast disease)是影响水稻产量和粮食安全的主要病害之一。OsRpp30是RNase P复合物的一个亚基,参与tRNA前体的成熟,并正向调控水稻抗稻瘟病反应,但其蛋白稳态调控机制尚不清楚。
本研究发现,组蛋白乙酰转移酶OsHAG704直接与OsRpp30互作并对其乙酰化修饰,同时促进OsRpp30的积累。过表达OsHAG704的水稻在幼苗期和分蘖期明显增强稻瘟病抗性,并伴随H2O2积累。进一步发现,含BTB/POZ保守结构域的 E3泛素连接酶OsBPM2也通过与OsRpp30互作促进其稳定性,从而增强抗病性。其中,OsBPM2的BTB/POZ结构域在稳定OsRpp30中起关键作用。值得注意的是,OsHAG704与OsBPM2不存在直接相互作用。二者通过竞争性结合 OsRpp30,协同调控其蛋白稳态,从而增强稻瘟病抗性。


综上,本研究揭示了OsHAG704和OsBPM2对RNase P亚基OsRpp30蛋白稳态的调控机制,并进一步阐明了OsRpp30在水稻免疫中的功能。这不仅加深了对蛋白稳定性与植物免疫关系的理解,并对水稻抗病分子育种提供了理论参考。
该研究由植物病虫害综合治理全国重点实验室与美国俄亥俄州立大学植物病理系合作完成,博士后冯琴为论文第一作者,王.国梁教授和宁约瑟研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。
文章链接: https://doi.org/10.1093/plphys/kiag157
