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植物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中左右逢源的RDR1蛋白

日期:2010-05-13 17:43:35

高表達(dá)Nt-RDR1基因的植物,表現(xiàn)出對(duì)病毒的高度敏感(病毒熒光增強(qiáng))。Nb為野生型植物對(duì)照。

RNA沉默途徑(RNAi途徑)和水楊酸抗性途徑(SA途徑)是植物抗病反應(yīng)調(diào)控系統(tǒng)中兩條非常重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。植物中依賴于RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerases, RDRs)家族有不同成員各自參與這兩條抗性途徑。其中,RDR6參與RNAi途徑,擴(kuò)增RNAi途徑的關(guān)鍵因子小RNA,并對(duì)抵抗病毒的侵染起關(guān)鍵的作用;而RDR1主要參與SA介導(dǎo)的抗病毒途徑。
 
在一種本明煙(Nicotiana benthamiana)煙草中, RDR1被發(fā)現(xiàn)自然突變成無功能基因。以往假設(shè)認(rèn)為:可能由于本明煙中與SA-途徑相關(guān)的RDR1的突變,導(dǎo)致本明煙很容易被病毒感染,使其成為一種可被多種病毒寄生的植物宿主。
 
近日,中國(guó)科學(xué)院微生物研究所植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭惠珊研究組通過分析與本明煙RDR1高度同源的普通煙草(Nicotiana tabacum)的RDR1(Nt-RDR1),發(fā)現(xiàn)Nt-RDR1在本明煙中過表達(dá),非但不能提高本明煙對(duì)病毒的抗性,反而使本明煙對(duì)很多病毒出現(xiàn)超感表型。他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),Nt-RDR1蛋白具有RNA沉默抑制子活性。Nt-RDR1蛋白能抑制RDR6參與的RNAi途徑,干擾依賴RDR6產(chǎn)生的siRNA的沉默活性。該研究提供證據(jù)表明:RDR1蛋白具有雙功能作用,一方面,參與SA抗性途徑,另一方面,抑制RDR6介導(dǎo)的抗病毒RNAi途徑。
 
該項(xiàng)研究揭示了本明煙RDR1自然突變的生物學(xué)意義。闡明本明煙RDR1的自然突變可能是植物本身長(zhǎng)期面臨廣泛病毒侵染的選擇壓力而發(fā)生的結(jié)果,通過RDR1的失活突變以激活更強(qiáng)的RDR6介導(dǎo)的抗病毒能力。該研究為植物抗病途徑在農(nóng)業(yè)抗病毒生產(chǎn)應(yīng)用上提供了新的證據(jù)。研究論文已在線發(fā)表于2010年4月16日的《植物細(xì)胞》(The Plant Cell)上。(


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