杨平仿教授团队在水稻耐高温机制研究中取得进展
作者：生命科学学院发布时间：2023年04月27日 11:06
近日，湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室杨平仿团队在Plant Physiology上发表题为“ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY 1 promotes hydrogen peroxide scavenging to enhance rice thermotolerance”的研究论文。该研究揭示了水稻免疫激活因子OsEDS1通过与过氧化氢酶OsCATB和OsCATC互作促进它们清除过氧化氢活性增强水稻对高温的耐受性。湖北大学生命科学学院2020级硕士研究生廖敏和2021级硕士研究生马泽民为本文的共同第一作者，柯应根副教授和杨平仿教授为本文共同通讯作者，湖北大学为第一单位。该研究得到了湖北省洪山实验室开放课题的资助。
图1.文章首页。
高温胁迫是限制水稻生产和地理分布的主要因素，培育耐高温的水稻品种对保障粮食安全具有极其重要的意义。尽管有研究表明，活性氧（ROS）在水稻适应热胁迫中发挥着关键作用，但水稻控制活性氧稳态的分子基础仍不清楚。在本研究中，我们发现了一种新的热应激反应策略，以水稻免疫激活因子OsEDS1为中心调节ROS稳态。OsEDS1的功能缺失突变体对高温的敏感性增加，而OsEDS1的过表达转基因水稻增强了对高温的耐受性（图2）。进一步的分子机制研究发现OsEDS1通过与过氧化氢酶OsCATB/C互作并促进它们过氧化氢酶活性，从而促进过氧化氢的清除。
图2.OsEDS1正调控水稻对高温的耐受性。
综上所述，高温诱导OsEDS1、OsCATB和OsCATC基因表达，促进OsEDS1-OsCATB/C复合体的形成，进而增强水稻对过氧化氢的清楚能力，以减少高温胁迫引发的过氧化氢积累（图3）。我们的发现极大地扩展了我们对水稻热应激反应的理解。我们揭示了一个通过ROS稳态调节促进耐热性的分子机制，为培育耐热水稻品种提供了理论依据和遗传资源。
图3.OsEDS1通过与OsCATB/C互作清除活性氧调控水稻耐高温示意图。