本報訊 稻瘟病是水稻生產上的毀滅性病害，在陰雨連綿、光照不足時常常會大暴發，但是其機制至今仍不清楚。近日，南京農業大學張正光課題組研究發現，有些水稻品種在光照較弱時，稻瘟病發病嚴重，而光照強時，則發病弱。相關研究成果發表于美國《國家科學院院刊》。
研究表明，水稻體內有一種專門負責吸收和傳遞光能的水稻捕光復合體（LHC）家族，其成員之一LHCB5，正常情況下會與其工作伙伴PsbS（一種電子轉運相關蛋白）一起在葉綠體中組團工作。張正光團隊發現，在光照條件下，稻瘟病菌入侵水稻時，LHCB5的第24位蘇氨酸發生磷酸化，在水稻體內拉起“戰時警報”。
張正光介紹，水稻“戰時警備”狀態下，LHCB5會一反常態，加速向葉綠體中積累，撇開老朋友PsbS，自身以“三人特別行動隊”的方式快速聚合。大量特別行動隊在葉綠體中快速集合“巡邏”和“戒嚴”，導致葉綠體正常的電子行動不便，轉運速率下降，這些電子在葉綠體中大量積累，與氧氣合作，誘發葉綠體中活性氧的迸發，喚醒了葉綠體內專門的抗病相關基因，從而提高了水稻對稻瘟病菌的抗病性。
該研究同時分析了3000份水稻種質資源，發現LHCB5基因的啟動子區域存在豐富的多態性位點（SNPs），不同的SNPs決定著LHCB5基因轉錄水平的高低，并且在粳稻和秈稻品種中存在明顯分化，粳稻中LHCB5的轉錄水平顯著高于秈稻品種。
論文第一作者、南京農業大學植保學院劉木星解釋道，進一步對200多份水稻材料進行轉錄水平和抗性關聯性分析，發現LHCB5的轉錄水平與抗性呈正相關，且LHCB5超表達的轉基因水稻對稻瘟病菌不同的小種表現出廣譜抗性。
相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.1905123116
