由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的水稻纹枯病是水稻三大病害之一,严重威胁水稻安全生产。当前,水稻纹枯病防控面临抗病种质资源严重匮乏、抗病机制尚未阐明等关键挑战。糖转运蛋白(Sugar transport protein,STP)在植物抗病中的...由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的水稻纹枯病是水稻三大病害之一,严重威胁水稻安全生产。当前,水稻纹枯病防控面临抗病种质资源严重匮乏、抗病机制尚未阐明等关键挑战。糖转运蛋白(Sugar transport protein,STP)在植物抗病中的作用已有报道,但在水稻抗纹枯病中的作用尚不清楚。本研究发现,接种立枯丝核菌可显著诱导水稻STP基因表达。结合生物信息学、蛋白结构预测、亚细胞定位及功能验证实验发现:OsSTP4和OsSTP14作为稳定表达的碱性跨膜蛋白,具备多种己糖(葡萄糖、果糖、半乳糖)转运能力,而OsSTP26则因蛋白结构不稳定性仅特异性转运葡萄糖;三维结构预测显示,OsSTP4胞外结构域存在独特的酸性氨基酸簇,可能通过静电相互作用参与底物识别;功能验证表明,OsSTP4基因沉默导致水稻对纹枯病的敏感性显著增强,而OsSTP26缺失突变体则表现出稳定增强的抗病表型。本研究发现了OsSTP4与OsSTP26在水稻纹枯病抗性中存在的功能拮抗效应,揭示了二者参与此抗性调控的分子基础,为解析STP家族成员的功能异质性提供了理论依据。展开更多
文摘由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的水稻纹枯病是水稻三大病害之一,严重威胁水稻安全生产。当前,水稻纹枯病防控面临抗病种质资源严重匮乏、抗病机制尚未阐明等关键挑战。糖转运蛋白(Sugar transport protein,STP)在植物抗病中的作用已有报道,但在水稻抗纹枯病中的作用尚不清楚。本研究发现,接种立枯丝核菌可显著诱导水稻STP基因表达。结合生物信息学、蛋白结构预测、亚细胞定位及功能验证实验发现:OsSTP4和OsSTP14作为稳定表达的碱性跨膜蛋白,具备多种己糖(葡萄糖、果糖、半乳糖)转运能力,而OsSTP26则因蛋白结构不稳定性仅特异性转运葡萄糖;三维结构预测显示,OsSTP4胞外结构域存在独特的酸性氨基酸簇,可能通过静电相互作用参与底物识别;功能验证表明,OsSTP4基因沉默导致水稻对纹枯病的敏感性显著增强,而OsSTP26缺失突变体则表现出稳定增强的抗病表型。本研究发现了OsSTP4与OsSTP26在水稻纹枯病抗性中存在的功能拮抗效应,揭示了二者参与此抗性调控的分子基础,为解析STP家族成员的功能异质性提供了理论依据。
