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羅杰團隊揭示水稻單環二萜基因簇自然變異的生化基礎及其在水稻抗病中的作用
閱讀：604 發布時間：2020-12-8
2020年12月07日，海南大學羅杰教授團隊Nature Plants在線發表了題為“Selection of a subspecies-specific diterpene gene cluster implicated in rice disease resistance” 的研究論文，揭示了水稻單環二萜基因簇自然變異的生化基礎及其在水稻抗病方面的作用，為作物遺傳改良提供了新資源。
植物次生代謝對植物抵御各種生物與非生物脅迫至關重要。萜類是目前已報道的一類數量多、結構多樣的次生代謝物，在植物發育、逆境抗性等方面發揮著重要作用。
羅杰團隊利用水稻自然群體進行代謝物全基因組關聯分析（mGWAS），在水稻7號染色體成功定位、并結合酵母微粒體、煙草瞬時表達及轉基因等手段鑒定了一個控制單環二萜自然變異的基因簇DGC7。該基因簇由1個萜烯合成酶及2個CYP450酶組成，在質體中催化形成5,10-二酮-蓖麻烯（5,10-diketo-casbene），一種具有潛在醫用價值的重要二萜。進一步研究發現，DGC7受到茉莉酸甲酯介導的表觀調控因子JMJ705直接調控，并能提高水稻對于白葉枯病的抗性。另外，該研究還在群體水平揭示了DGC7的結構性自然變異及其演化過程，為深入研究植物代謝基因簇起源奠定了基礎。
海南大學羅杰教授為該論文的通訊作者，華中農業大學生命科學技術學院博士研究生占傳松為作者。華中農業大學袁猛教授及陳玲玲教授團隊、英國約克大學Ian Graham教授、日本茨城大學Morifumi Hasegewa教授、德國馬普所Alisdair Fernie教授團隊等也參與了該項研究。特別感謝華中農業大學周道繡教授團隊在揭示該基因簇表觀調控方面所提供的幫助。