Plant Physiol | 中国农大杨超课题组揭示OsANN1调控茉莉酸水平，平衡水稻生长和免疫的新机制
时间： 2023-04-03 点击次数：次 作者：
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由稻瘟菌引起的稻瘟病是水稻极其严重的真菌病害，严重影响稻米产量和品质。植物激素调控的免疫信号传递是植物基础抗性的重要组成部分，如茉莉酸是植物应对病虫侵害的重要植物激素，植物通过激活茉莉酸信号通路产生有效的防御反应。但是茉莉酸的过度积累会影响植物的生长和发育，因此，茉莉酸信号的适时消减至关重要。但是，植物是如何调控体内茉莉酸水平来平衡其生长和免疫尚不清楚。
近日，中国农业大学植物保护学院杨超课题组在Plant Physiology上发表题为“Calcium binding protein OsANN1 regulates rice blast disease resistance by inactivating jasmonic acid signaling”的研究论文，揭示了水稻膜联蛋白OsANN1通过调节体内茉莉酸代谢途径来调控水稻对稻瘟病抗性的新机制。
植物膜联蛋白（Annexins）是一种多功能的钙离子和磷脂分子结合蛋白，通过调节离子运输、钙通道形成和氧化还原反应等方式来调控植物生长发育和环境应答，但是其在水稻抗病过程中的作用还不明确。该研究发现一个水稻Annexin家族基因OsANN1在侵染水稻时诱导表达，并且负调控了水稻的抗病性。通过互作蛋白筛选鉴定到一个细胞色素P450单加氧酶HAN1，该蛋白与OsANN1直接互作。HAN1可以催化生物活性的JA-Ile转化为非活性形式的12OH-JA-Ile（Mao et al., 2019）。进一步研究发现HAN1负调控了水稻抗病性，并在遗传学上作用于OsANN1下游。OsANN1可以稳定HAN1蛋白，促进该蛋白的积累，进而加剧了水稻JA-Ile的氧化失活，导致水稻的抗病性减弱。值得注意的是，该研究还发现病菌侵染可以使OsANN1与HAN1的互作显著减弱。
基于以上结果，作者提出一个OsANN1通过调节体内活性茉莉酸水平来调控免疫反应的分子模型：水稻未被病菌侵染时，OsANN1与茉莉酸合成途径中的关键氧化酶HAN1结合，阻止其被泛素化降解，进而导致水稻茉莉酸的氧化失活，促进水稻生长；而当水稻识别病菌侵染时，HAN1与OsANN1解离并降解，进而导致活性茉莉酸积累，增强了水稻的抗病性。
OsANN1调控水稻免疫反应的分子模型
中国农业大学植保学院博士后赵琦琪和已毕业博士生刘芮（现为中国农科院植保所博士后）为论文第一作者，中国农业大学植保学院杨超副教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiad174