由真菌(Magnaporthe Oryza)引起的水稻稻瘟病是世界各稻区危害最严重的水稻病害之一，对全球稻作栽培产生毁灭性的影响。近日，广东省农业科学院农业生物基因研究中心华创公共实验室的学科团队与广东省农业科学院水稻研究所的水稻分子育种团队等合作在一区期刊《Crop Journal》在线发表了题为“OsGF14b, a positive regulator in panicle blast resistance, functions as a central node in modulating different defense-related signaling pathways”的研究论文。该研究利用多组学的方法系统解析了OsGF14b调控水稻穗瘟抗性的分子机制。

本研究以野生型日本晴和OsGF14b过表达植株穗瘟接种和不接种的小穗为研究材料，通过综合运用蛋白质组学、代谢组学以及脂质组学技术手段解析了OsGF14b介导的下游调控网络。发现OsGF14b在稻瘟病菌侵染过程中极强的激活了水稻的赤霉素合成通路并导致木质素合成通路的重编程。甲苯胺蓝染色结果显示接种24小时后OsGF14b过表达植株的木质素含量显著低于野生型植株。此外，水稻内源激素的定量分析和激素外施实验表明OsGF14b介导的穗瘟抗性与生长素和茉莉酸通路的激活以及水杨酸通路的抑制相关，生长素和茉莉酸是通过不同的信号通路调控OsGF14b介导的穗瘟抗性。有趣的是，研究人员发现赤霉素、木质素以及生长素在穗瘟抗性中的调控作用与叶瘟抗性刚好相反。已有的研究表明这三种物质都是负向调控叶瘟抗性，而本研究表明这三种物质均正向调控穗瘟抗性，这也同时说明了叶瘟抗性和穗瘟抗性之间可能存在不同的调控机制。本研究提供的穗瘟接种后分子变化的网络，可为今后水稻穗瘟抗性研究提供潜在的目标。
       晏石娟和刘清为本文共同第一作者。刘斌、Alisdair R. Fernie和晏石娟为本文的共同通讯作者。

图1. OsGF14b调控穗瘟抗性的作用模型。