我国科学家找到线粒体活性氧调控植物免疫的分子机制

科技日报记者 史俊斌 通讯员 张琳

记者从西北农林科技大学获悉，该校农学院单卫星教授课题组发现并揭示出参与线粒体RNA加工的PPR蛋白RTP7及其调控植物免疫的分子机制，系统证明了线粒体活性氧（mROS）参与调控植物对多种不同类型病原菌的广谱抗性。其相关成果以《线粒体RNA加工蛋白通过调控线粒体活性氧迸发介导植物对多种病菌的广谱抗性》为题，3月9日在国际权威学术期刊《植物细胞》上刊发。

活性氧（ROS）是植物抗病过程中的重要信号分子，既可作为毒性分子直接杀死病原菌，同时也作为信号分子参与激活免疫信号通路，目前对线粒体活性氧在植物免疫调控的研究十分有限，已知的疫霉属的120余种均为植物病原菌，可侵染包括马铃薯、大豆、烟草等重要粮食作物与经济作物，包括马铃薯晚疫病等毁灭性的作物病害。

西北农林科技大学科研人员借助模式植物—疫霉菌亲和互作体系，通过抗病突变体鉴定和分析植物免疫负调控因子，研究植物对疫霉菌感病的遗传基础，探索抗病育种新策略。研究成功鉴定获得多个植物免疫负调控因子，命名为RTP（resistance to Phytophthora parasitica）基因。其中RTP7编码一个PPR蛋白，结合免疫功能分析，确认了RTP7是一个新的植物免疫负调控因子。通过遗传学、细胞生物学方法结合接菌分析，发现质外体活性氧不是RTP7突变体抗病的关键机制，高水平线粒体活性氧是RTP7抗病突变体表现更强抗性的关键因素。进一步研究表明RTP7可能通过活性氧调控水杨酸信号通路转导，RTP7和水杨酸信号通路之间存在反馈调控，同时RTP7通过调控nad7负调控植物对番茄灰霉菌等多种不同类型病原菌的抗性。

该项研究受到国家马铃薯产业技术体系、国家自然科学基金以及国家外专局高等学校学科创新引智计划项目的资助，其研究结果为后续利用RTP7开展包括马铃薯在内的重要粮食作物的抗病育种奠定了基础。