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蛋白酶体成熟因子OsUMP1调控水稻多病害抗性

胡小红  吴金龙  申帅  王贺  樊晶  王文明  
【摘要】:水稻在生长过程中常常遭受真菌、细菌、病毒等多种微生物的侵害而产生多种病害,每年给粮食生产造成了严重的产量损失。种植抗病品种是防治水稻病害最经济有效且环保的方法,而鉴定多病害抗性基因位点和解析多病害抗病机制是抗病育种的基础。本研究通过比较转录组测序筛选鉴定到雅恢2115中一个新的OsUMP1等位基因。OsUMP1编码一个蛋白酶体成熟因子,调控水稻26S蛋白酶体含量与活性。过表达OsUMP1增强水稻对多个稻瘟菌小种的抗性。蛋白质组学分析发现,过表达OsUMP1导致了水稻蛋白质组的变化,特别是H_2O_2降解酶含量的减少。在OsUMP1过表达水稻中,过氧化氢酶CAT和过氧化物酶POD酶活降低,H_2O_2大量积累,抗瘟性增强;而在功能缺失突变体中则相反。此外,OsUMP1过表达能增强水稻对稻曲病菌、纹枯病菌和白叶枯病菌的抗性,且OsUMP1过表达对水稻产量性状没有明显的影响。这些结果表明,OsUMP1介导的多病害抗性可能与蛋白酶体功能及活性氧平衡相关联,OsUMP1可作为水稻广谱抗病育种的候选基因资源。

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