李毅课题组在《Molecular Plant》发文揭示水稻SPL9-miR528-AO通路抗病毒机制

李毅课题组在《Molecular Plant》发文揭示水稻SPL9-miR528-AO通路抗病毒机制

2019年8月5日,Molecular Plant正式发表了来自北京大学生命科学学院、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室李毅课题组的“Transcriptional regulation of miR528 by OsSPL9 orchestrates antiviral response in rice”研究论文,揭示了OsSPL9通过转录调控miR528基因参与到水稻抗病毒反应的机制。

水稻作为全球范围内重要的粮食作物受到多种由昆虫传播病毒病害的侵害,在实际生产中缺乏有效的控制方法。李毅课题组先前的研究发现水稻条纹病毒(RSV)特异诱导的AGO18蛋白能够通过竞争性结合植物内源的miR528来释放靶基因,抗坏血酸氧化酶(AO),AO通过氧化抗坏血酸调节植物体内的氧化还原稳态,从而增强水稻的抗病毒防御反应(Wu et al., eLife, 2015; Wu et al., Nature Plants, 2017)。近日,Molecular Plant 发表了题为“Transcriptional regulation of miR528 by OsSPL9 orchestrates antiviral response in rice”的研究论文(Doi:https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.04.010)。该研究发现了水稻miR528基因在转录水平响应病毒侵染的的具体分子机制是:病毒侵染导致转录因子OsSPL9在蛋白水平显著下调,受到SPL9转录激活调控的miR528积累减少,进而提高靶基因AO的表达,最终抑制病毒RSV的侵染。该研究揭示了SPL9-miR528-AO通路在水稻与病毒相互作用过程中的抗病机制,为控制水稻病毒病害提供了新思路(图1)。同时与上述研究同期发表在Molecular Plant上的来自中科院遗传与发育研究所的曹晓风研究组的一篇研究论文(Yang et al., Molecular Plant, 2019),同样发现SPL9是miR528的转录因子,并揭示OsSPL9-miR528-OsRFI2通路在水稻抽穗期控制中的调节作用,表明SPL9通过不同下游信号通路调控植物生长发育与抗病过程。Molecular Plant同期刊发了一篇关于miR528的亮点评述文章,系统总结了miR528在单子叶植物生长发育与抗逆过程中的多重作用(Chen et al., Molecular Plant, 2019)。

由于课题组在RNAi通路如何响应病毒侵染的取得的一系列重要成果,近年来已被Nature Plants和Current Opinion in Virology分别邀请撰写综述论文(Yu Huang and Yi Li, Nature Plants,2018; Zhirui Yang and Yi Li, Current Opinion in Virology,2018)。

北京大学生命科学学院李毅教授和福建农林大学吴建国教授为该论文的通讯作者,同时遗传与发育研究所曹晓风院士参与了部分研究工作,北京大学生命科学学院博士研究生姚升泽和博士后杨志蕊为该论文共同第一作者。

本研究得到了国家自然基金重点项目、科技部转基因专项等多个机构和经费的资助。

原文链接:https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(19)30160-1



图1:水稻RNAi通路在抗病毒中作用模型