題目：Control of H₂S synthesis by the monomer–oligomer transition of OsCBSX3 for modulating rice growth-immunity balance

期刊：Molecular Plant

IF：24.1

PMID: 39815620

DOI: 10.1016/j.molp.2025.01.009

通訊作者：丁新華

文獻(xiàn)背景

H₂S作為一種關(guān)鍵的內(nèi)源性氣體信號(hào)分子，在維持植物和動(dòng)物的正常生理功能方面起著至關(guān)重要的作用。其濃度依賴性調(diào)控機(jī)制影響植物種子萌發(fā)、根系發(fā)育等多種生長(zhǎng)過程，同時(shí)也在植物對(duì)生物脅迫的響應(yīng)中發(fā)揮作用，能有效抑制病原菌如尼日爾曲霉、擴(kuò)展青霉和果褐腐病菌的生長(zhǎng)。

水稻（Oryza sativa）是廣泛種植的糧食作物之一，由稻黃單胞菌稻生致病變種（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc）引起的水稻細(xì)菌性條斑病和由白葉枯病菌變種（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）引起的水稻白葉枯病是水稻的兩種主要細(xì)菌性病害，嚴(yán)重影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。

水稻中H₂S的合成途徑及其在調(diào)節(jié)對(duì)條斑病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc）和白葉枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）抗性中的作用及其機(jī)制仍有待闡明。

研究成果

作者團(tuán)隊(duì)研究表明OsCBSX3蛋白在水稻中以單體和寡聚體兩種狀態(tài)并存，OsTrxZ蛋白和PsbO蛋白在調(diào)控OsCBSX3單體與寡聚體轉(zhuǎn)換過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本文研究證實(shí)了OsCBSX3是水稻生長(zhǎng)的負(fù)調(diào)節(jié)因子，同時(shí)也是水稻對(duì)Xoc和Xoo抗性的正調(diào)節(jié)因子。OsCBSX3的寡聚體形式對(duì)于葉綠體介導(dǎo)的H₂S合成以增強(qiáng)水稻抗性是必需的。OsCBSX3寡聚體和單體之間的平衡受OsTrxZ和PsbO調(diào)節(jié)，OsTrxZ是水稻免疫的負(fù)調(diào)節(jié)因子，PsbO是水稻免疫的正調(diào)節(jié)因子；H₂S誘導(dǎo)防御基因的表達(dá)，激活活性氧的產(chǎn)生，從而增強(qiáng)對(duì)Xoc和Xoo的抗性，但過量的H₂S抑制水稻生長(zhǎng)。

本研究系統(tǒng)揭示了OsCBSX3通過調(diào)控H₂S合成參與水稻抗病性，并闡明了其寡聚化狀態(tài)在抗病與生長(zhǎng)平衡中的關(guān)鍵作用，為水稻抗病育種提供了新的分子靶點(diǎn)和策略。

產(chǎn)品亮點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)樣本

WT水稻葉片

實(shí)驗(yàn)方法

作者團(tuán)隊(duì)在在WT水稻葉片上噴灑0、10或50 mM NaHS后1小時(shí)，通過DAB染色檢測(cè)H₂O₂的積累。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

10和50 mM NaHS均誘導(dǎo)水稻中ROS爆發(fā)，50 mM NaHS顯示出特別強(qiáng)的作用。