成果名称: 水稻长链非编码RNA ALEX1介导茉莉酸信号途径调控白叶枯病抗性反应的分子机理
完成单位: 中山大学
主要人员: 于洋,黄巧娟,张帆,冯彦钊,周燕飞,雷梦琦
介绍:

1. 课题来源与背景:本课题来源于广东省自然科学基金自由申请项目“水稻长链非编码RNA ALEX1介导茉莉酸信号途径调控白叶枯病抗性反应的分子机理”(课题编号:2018A030313159),由广东省科技厅资助,资助经费10万元,执行时间为2018年5月至2021年4月。截止2021年4月30日,课题省财政经费已全部支出,使用率100%,经费预算与实际拨付(到位)经费相符,支出符合相关经费管理办法规定。课题研究背景为:水稻白叶枯病是世界范围内对水稻产量和品质影响最严重的细菌性病害之一。传统抗病育种手段依赖于抗性基因的发现与利用,但面临病原菌变异快、抗性不持久等问题。近年来,长链非编码RNA(lncRNA)作为新型的遗传调控因子逐渐受到关注,其在植物病害抗性中的功能尚不清晰。本课题依托前期积累的lncRNA研究基础,聚焦于水稻lncRNA的功能解析,旨在揭示其在抗白叶枯病反应中的作用机制。

2. 研究目的与意义:课题的主要研究目的在于解析水稻lncRNA分子ALEX1在茉莉酸信号途径及抗白叶枯病反应中的功能与分子机制。通过该研究,力图回答lncRNA是否能通过调控转录因子活性与定位,参与植物抗病性调控的问题。研究不仅对揭示植物lncRNA在病原菌互作中的作用机制具有重要科学意义,同时也为水稻抗病分子育种提供新思路和新的遗传资源,对保障国家粮食安全具有现实应用价值。

3. 主要论点与论据:本课题的核心论点是:水稻lncRNA ALEX1通过调控转录因子OsARF3的相分离状态,进而影响茉莉酸信号通路和植株对白叶枯病菌的抗性反应。主要论据包括:RNA pull-down实验结果显示,ALEX1能够与转录因子OsARF3特异性结合;当ALEX1表达时,OsARF3由核内斑点转变为弥散分布,表明其相分离特征受到ALEX1调控;功能分析表明,ALEX1在调控水稻对白叶枯病菌抗性中具有重要作用。

4. 创见与创新:本课题的创新点主要体现在:首次鉴定并克隆了水稻白叶枯病抗性lncRNA分子ALEX1,具有自主知识产权;揭示了植物lncRNA通过调控转录因子相分离影响植物抗病性的分子机制,这是植物病害抗性研究中的新模式;将“lncRNA—转录因子—相分离”这一全新调控模块引入植物分子育种研究,为非编码序列在作物抗病改良中的应用提供了新思路。

5. 社会经济效益与存在问题:本项目成果为水稻抗病育种提供了新型遗传资源和理论支撑,有望通过分子标记辅助选择和基因编辑等手段,应用于抗白叶枯病高产品种的选育。研究所揭示的lncRNA调控转录因子相分离的新机制,对探索小麦、玉米等作物的广谱抗病性具有借鉴意义,未来将对现代种业发展和粮食安全产生积极推动作用。存在的问题在于,ALEX1调控OsARF3相分离的具体分子机制尚需进一步深入研究,其在不同遗传背景和环境条件下的稳定性也有待通过大田试验加以验证。

6. 历年获奖情况:无。

批准登记号:
登记日期: 2025-09-26
研究起止时间: 2018-05-01至2021-04-30
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2022-06-28