OsGLO1调控水稻抗稻瘟病的机制研究

作者：李娇; 圣聪; 李涛; 喻晗晞; 李绚; 赵弘巍^*

来源：南京农业大学学报, 2022, 45(01): 64-71.

• 乙醇酸氧化酶
• 稻瘟病
• 抗病性
• 过氧化氢
• 水杨酸

[目的]水稻乙醇酸氧化酶1(OsGLO1)是光呼吸中的关键酶,调控植物免疫信号分子过氧化氢(H2O2)的产生。本研究旨在分析OsGLO1在稻瘟病抗性中的功能,揭示其调控机制。[方法]利用稻瘟病菌株Guy11分别侵染水稻野生型(ZH11)和OsGLO1基因过表达(OsGLO1-OE)以及沉默(cas9-glo1)的转基因水稻,观察抗病性表型,确定OsGLO1对抗病性的影响。使用稻瘟病菌GZ1(GFP标记)侵染水稻,比较菌丝扩增差异,明确OsGLO1抑制稻瘟病菌侵染后扩展的能力。分别通过定性和定量试验观察和分析H2O2的积累位点和积累量,研究OsGLO1在PTI途径中的作用;通过RT-PCR检测水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)信号通路相关防御基因的表达水平,探明OsGLO1对激素信号途径的影响。[结果]与野生型相比,受Guy11侵染的OsGLO1-OE水稻病斑更小,相对真菌生长量显著降低,附着胞以及侵染菌丝周围的活性氧积累增多,叶片中H2O2含量显著升高;而cas9-glo1在病斑面积和真菌生物量等方面明显高于野生型,被侵染叶片表面附着胞周围活性氧积累无显著变化,侵染菌丝周围的活性氧积累减少,叶片中H2O2含量显著降低。GZ1侵染48 h后,荧光显微观察显示,OsGLO1-OE水稻叶鞘中的稻瘟病菌侵染程度比野生型明显减弱,而cas9-glo1叶鞘中的稻瘟病菌侵染程度比野生型明显增强。OsGLO1过表达能显著提高SA信号途径的防卫基因(如OsPR1a和OsEDS1)的表达水平,但是对JA信号通路基因的表达没有明显影响。[结论]OsGLO1可以通过激活SA信号通路正向调控水稻对稻瘟病的抗病性。

• 单位
  南京农业大学