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研究揭示气孔在植物免疫中的新功能
日期:2019-04-15 作者:未知 来源:中国科学院 点击:
     气孔是由一对保卫细胞构成的植物叶表皮上的开孔,可响应环境因子刺激控制植物气体交换和水分蒸腾。作为植物表面的天然开孔,气孔也是许多病原菌入侵的通道。然而,植物可以主动关闭气孔来阻止病原菌的入侵,这一抗病过程被称为气孔免疫。但气孔在植物,特别是单子叶植物中是否还以其它的方式参与抗病免疫仍不清楚。最近,中国科学院微生物研究所邱金龙课题组研究发现,水稻Osaba1 突变体对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae, Xoo)的广谱性抗性是由于气孔开放程度(气孔导度)的增加引起的。人为降低该突变体的气孔导度可部分恢复其对白叶枯病菌的感病性。通过药物或环境因子诱导野生型植
物气孔的开放也能增强水稻对白叶枯的抗性。与之对应,水稻气孔导度增加的突变体 es1-1 也同样表现出对白叶枯病的极强抗性。有趣的是,Osaba1 和 es1-1突变体对水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzicola, Xoc)也具有很强的抗性。进一步研究表明,开放的气孔赋予水稻对病原细菌的侵入后抗性,而这种抗性可能是气孔开放造成植物叶片水势降低所导致的。
    这项工作揭示了一个新的气孔参与植物免疫的方式,为研究植物、病原与环境三者互作提供了一个新的视角。相关研究成果以封面故事发表在 Molecular Plant-Microbe Interactions 杂志上,并被选为 MPMI Editor's Pick,在美国植物病理学(APS)相关网站及媒体推送,认为该研究“揭示了叶片水分状况在植物抗病中发挥重要作用,将为未来植物病害的控制提供新靶标”。邱金龙组博士研究生张丹丹和田彩娟为文章的共同第一作者,邱金龙是文章的通讯作者。该研究得到中科院战略先导性专项(B 类)、国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金的资助。
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