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中国农业大学刘俊峰/彭友良团队在人工设计水稻免疫受体方面取得新进展
2021-10-29 15:58
中国农业大学
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  近日,《PNAS》在线发表了中国农业大学植物保护学院刘俊峰/彭友良团队以“A designer rice NLR immune receptor confers resistance to the rice blast fungus carrying noncorresponding avirulence effectors”为题的最新研究成果。

  抗病品种利用是控制基因对基因病害的有效且经济、环保的手段,利用多系品种或广谱抗病基因有期望获得抗病持久性。但多系品种培育费时、广谱抗病基因资源有限是广大育种学家面临的重要问题。水稻抗病蛋白RGA5的金属离子结合结构域能够直接识别稻瘟病菌MAX-effector中的AVR1-CO39和AVR-Pia,为培育多系和广谱抗瘟水稻品种奠定了结构基础。

  本研究中,研究人员在前期揭示MAX类效应蛋白AvrPib的结构特征和NLR蛋白中诱饵结构域RGA5-HMA与效应蛋白的互作机制(Zhang et al.,2018,Plant journal,Guo et al.,2018,PNAS)的基础上,改造RGA5-HMA 结构域,成功地设计出了能识别非对应无毒效应蛋白AvrPib的新型RGA5,并获得了对含有AvrPib稻瘟菌具有抗性的转基因水稻。这一体系建立和措施的成功将为培育出多系品种指导品种混种和布局以及培育具有广谱抗性的抗病基因的水稻品种提供重要的技术保障,使基于分子设计的作物持久抗病育种成为可能。

设计改造 RGA5-HMA2 特异性识别 AvrPib

RGA5-HMA2 与 AvrPib 的互作分析

RGA5HMA2 在烟草和水稻原生质体内特异性识别 AvrPib

含 AVR-Pia 和AvrPib 稻瘟菌分别接种转基因 RGA5 水稻的致病力分析

设计改造多个 RGA5-HMA 特异性能够识别不同的 MAX 类效应蛋白的思路

  中国农业大学植物保护学院博士生刘洋和博士后张鑫为本文的共同第一作者,植物保护学院刘俊峰教授和彭友良教授为共同通讯作者。中国农业大学植物保护学院 Vijai Bhadauria 教授、王冬立副教授和云南农业大学郭力维老师也参与了该项研究工作。该研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、长江学者创新研究计划资助项目基金、农业生物技术国家重点实验室校外科学家基金的资助以及Duke大学何胜阳教授在实验设计中给予的指导。

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