作科所发现小麦在真菌浸染下的抗病应答新机制
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发布时间：2018-09-26
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近日，作科所作物生物信息学及应用创新团队利用本所科学家测序的小麦D基因组供体种粗山羊草，研究了其与白粉菌互作过程中脱氧核糖核酸（DNA）甲基化调控机制，揭示了DNA甲基化参与调控活体寄生类真菌抗病应答的新机制及其在小麦中的保守性。相关成果于近日在线发表在国际植物学主流杂志《新植物学家》（New Phytologist）上。
现有研究表明，DNA甲基化与去甲基化的动态变化参与植物免疫反应，但在温带草类植物（包括小麦、大麦、短柄草等）中，关于其在植物与真菌互作过程中的作用机制还鲜有报道。
研究人员利用白粉菌侵染粗山羊草，通过对浸染后粗山羊草全基因组DNA甲基化程度的评估，发现白粉菌侵染后，非对称类型甲基化（CHH）的甲基化程度降低，其邻近的重复序列相关基因主要表现为参与胁迫应答的受体激酶、过氧化物酶和病程相关蛋白。研究人员还通过病毒诱导基因沉默的技术抑制主要负责CHH甲基化的重组酶表达，发现其表达降低增强了植物对白粉菌的抗病性。进一步对其中一个受甲基化影响的病程相关蛋白基因进行分析，发现植物可能通过降低该基因的CHH甲基化水平抵御白粉菌侵染。本研究表明，DNA甲基化的动态变化能够参与植物复杂的免疫反应过程，为解析小麦抗病机制和提高小麦抗病性育种应用提供了理论依据。
中国农业科学院作物科学研究所耿帅锋助理研究员和四川农业大学小麦所孔星辰博士为本文共同第一作者，作科所毛龙研究员、李爱丽研究员和四川农业大学小麦所兰秀锦研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国农科院创新工程的资助。
相关链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.15432
