多曬太陽不容易得稻瘟病
稻瘟病是水稻生產上的毀滅性病害，在陰雨連綿、光照不足時常常會大爆發，但是其機制至今仍不清楚。
近日，南京農業大學張正光課題組研究發現，有些水稻品種在光照較弱時，稻瘟病發病嚴重，而光照強時，則發病弱。陽光和水稻的抵抗力之間有著什麼樣的神秘關係呢？相關研究成果發表於《美國國家科學院院刊》。
研究表明，水稻體內有一種專門負責吸收和傳遞光能的水稻捕光復合體（LHC， Light harvesting complex）家族，其成員之一LHCB5，正常情況下會與其工作夥伴PsbS（一種電子轉運相關蛋白）一起在葉綠體中組團工作。張正光團隊發現，在光照條件下，稻瘟病菌入侵水稻時，LHCB5的第24位蘇氨酸發生磷酸化，在水稻體內拉起“戰時警報”。
論文通訊作者張正光介紹，水稻“戰時警備”狀態下，LHCB5會一反常態，加速向葉綠體中積累，撇開老朋友PsbS，自身以“三人特別行動隊”的方式快速聚合。大量特別行動隊在葉綠體中快速集合“巡邏”和“戒嚴”，導致葉綠體正常的電子行動不便，轉運速率下降，這些電子在葉綠體中大量積累，就找到氧氣合作，誘發葉綠體中活性氧的迸發，喚醒了葉綠體內專門的抗病相關基因，從而提高了水稻對稻瘟病菌的抗病性。
該研究同時分析了3000份水稻種質資源，發現LHCB5基因的啟動子區域存在豐富的多型性位點（SNPs），不同的SNPs決定著LHCB5基因轉錄水平的高低，並且在粳稻和秈稻品種中存在明顯分化，粳稻中LHCB5的轉錄水平顯著高於秈稻品種。
論文第一作者、南京農業大學植保學院劉木星博士解釋到，進一步對200多份水稻材料進行轉錄水平和抗性關聯性分析，發現LHCB5的轉錄水平與抗性呈正相關，且LHCB5超表達的轉基因水稻對稻瘟病菌不同的小種表現出廣譜抗性。有意思的是，LHCB5的磷酸化主要發生在高轉錄水平的水稻材料中，且LHCB5的磷酸化與抗性呈正相關。更為重要的是，LHCB5磷酸化調控的抗性與含有理想型啟動子的後代共分離，證明LHCB5的磷酸化是可遺傳的，這對後期選育抗病品種具有重要意義。
早在上世紀60年代，George McNew就提出“病害三角”的概念，即具有致病力的病原物、感病的寄主植物和適宜的環境條件，三者互相配合才能導致病害的發生。以往對水稻抗病性的研究，往往就聚焦在病原物和寄主植物上。
受“病害三角”理論啟發，張正光團隊此次將研究聚焦在環境條件方面，從遺傳和分子生物學水平上揭示了水稻如何利用光照調控自身免疫的機制，為選育抗病水稻品種提供新思路。
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