近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Science子刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上發(fā)表了題為“Ubiquitination of OsCSN5 by OsPUB45 activates immunity by modulating the OsCUL3a-OsNPR1 module”的研究論文。該研究報(bào)道了E3泛素連接酶OsPUB45通過(guò)泛素化降解OsCSN5調(diào)控OsCUL3a-OsNPR1模塊，調(diào)控水稻廣譜抗病的新機(jī)制。

 

　　COP9信號(hào)復(fù)合體（COP9 signalosome, CSN）是真核生物中高度保守的蛋白復(fù)合物。CSN5是關(guān)鍵的催化亞基，在動(dòng)植物發(fā)育和免疫中發(fā)揮著重要作用，然而CSN5在植物免疫中如何發(fā)揮作用以及其蛋白穩(wěn)態(tài)如何被調(diào)控還不清楚。

 

　　本研究發(fā)現(xiàn)，在水稻中抑制表達(dá)OsCSN5增強(qiáng)了對(duì)稻瘟病和白葉枯病的抗病性且不影響水稻正常生長(zhǎng)。利用團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制的水稻E3泛素連接酶文庫(kù)（UbE3）篩選到OsCSN5的E3泛素連接酶OsPUB45，OsPUB45泛素化并通過(guò)26S蛋白酶體系統(tǒng)促進(jìn)OsCSN5降解。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)OsCSN5通過(guò)穩(wěn)定OsCUL3a，進(jìn)而促進(jìn)抗病正調(diào)控因子OsNPR1的降解負(fù)調(diào)控抗病性。在水稻中過(guò)量表達(dá)OsPUB45，則會(huì)抑制OsCUL3a蛋白積累，進(jìn)而促進(jìn)OsNPR1蛋白穩(wěn)定性，反之敲除OsPUB45則會(huì)抑制OsNPR1蛋白積累。本研究證明COP9信號(hào)復(fù)合體亞基OsCSN5是水稻廣譜抗病的關(guān)鍵感病因子，在植物中首次發(fā)現(xiàn)調(diào)控CSN5蛋白穩(wěn)態(tài)的E3泛素連接酶，并深入解析了CSN5蛋白的穩(wěn)態(tài)調(diào)控和廣譜抗病機(jī)制，為培育廣譜抗病新品種提供了重要理論基礎(chǔ)和候選基因。

 

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所和深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所聯(lián)合培養(yǎng)博士后張重陽(yáng)，中國(guó)農(nóng)科院植保所和比利時(shí)列日大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生房良為論文的共同第一作者，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所寧約瑟研究員和王如意副研究員為論文的通訊作者。江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所李愛(ài)宏研究員、肖寧研究員，寧波大學(xué)羊健研究員，深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所阮玨研究員等也參與了研究工作。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的資助。

 

　　論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr2441