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OsBRW1, a novel blast‐resistant gene, coded a NBS‐LRR protein to interact with OsSRFP1 to balance rice growth and resistance
Plant Biotechnology Journal ( IF 10.1 ) Pub Date : 2024-11-04 , DOI: 10.1111/pbi.14494 Shiwei Ma, Shichang Xu, Huan Tao, Yunxia Huang, Changqing Feng, Guanpeng Huang, Shoukai Lin, Yiqiong Sun, Xuan Chen, Manegdebwaoga Arthur Fabrice Kabore, Samuel Tareke Woldegiorgis, Yufang Ai, Lina Zhang, Wei Liu, Huaqin He
Plant Biotechnology Journal ( IF 10.1 ) Pub Date : 2024-11-04 , DOI: 10.1111/pbi.14494 Shiwei Ma, Shichang Xu, Huan Tao, Yunxia Huang, Changqing Feng, Guanpeng Huang, Shoukai Lin, Yiqiong Sun, Xuan Chen, Manegdebwaoga Arthur Fabrice Kabore, Samuel Tareke Woldegiorgis, Yufang Ai, Lina Zhang, Wei Liu, Huaqin He
SummaryIt is urgent to mine novel blast‐resistant genes in rice and develop new rice varieties with pyramiding blast‐resistant genes. In this study, a new blast‐resistant gene, OsBRW1 , was screened from a set of rice near‐isogenic lines (NILs) with different blast‐resistant ability. Under the infection of Magnaporthe oryzae (M. oryzae ), OsBRW1 in the resistant NIL Pi‐4b was highly induced than that in the susceptible NIL Pi‐1 and their parent line CO39, and the blast‐resistant ability of OsBRW1 was further confirmed by using CRISPR/Cas9 knockout and over‐expression methods. The protein encoded by OsBRW1 was a typical NBS‐LRR with NB‐ARC domain and localized in both cytoplasm and nucleus, and the transient expression of OsBRW1 was capable of triggering hypersensitive response in tobacco leaves. Protein interaction experiments showed that OsBRW1 protein directly interacted with OsSRFP1. At the early infection stage of M. oryzae , OsBRW1 gene induced OsSRFP1 to highly expression level and accumulated H2 O2 , up‐regulated the defence responsive signalling transduction genes and the pathogenesis‐related genes and increased JA and SA content in the resistant NIL Pi‐4b. By contrary, lower content of endogenous JA and SA in osbrw1 mutants was found at the same stage. After that, OsSRFP1 was down‐regulated to constitution abundance to balance the growth of the resistant NIL Pi‐4b. In summary, OsBRW1 solicited OsSRFP1 to resist the infection of blast fungus in rice by inducing the synergism of induced systemic resistance (ISR) and system acquired resistance (SAR) and to balance the growth of rice plants.
中文翻译:
OsBRW1 是一种新型稻瘟病抗性基因,编码 NBS-LRR 蛋白与 OsSRFP1 相互作用以平衡水稻生长和抗性
摘要亟需挖掘水稻中新的抗稻瘟病基因,开发具有金字塔形抗稻瘟病基因的水稻新品种。在这项研究中,从一组具有不同抗稻瘟病能力的水稻近等基因系 (NILs) 中筛选出一种新的抗稻瘟病基因 OsBRW1。在稻瘟病菌 (M. oryzae) 感染下,耐药 NIL Pi-4b 中的 OsBRW1 比在易感的 NIL Pi-1 及其亲本系 CO39 中被高度诱导,并且通过使用 CRISPR/Cas9 敲除和过表达方法进一步证实了 OsBRW1 的抗爆炸性能力。OsBRW1 编码的蛋白质是典型的具有 NB-ARC 结构域的 NBS-LRR,位于细胞质和细胞核中,OsBRW1 的瞬时表达能够触发烟叶超敏反应。蛋白相互作用实验表明,OsBRW1 蛋白直接与 OsSRFP1 相互作用。在米曲霉侵染早期,OsBRW1 基因诱导 OsSRFP1 达到高表达水平并积累 H2O2,上调防御反应性信号转导基因和发病机制相关基因,增加耐药 NIL Pi-4b 中的 JA 和 SA 含量。相反,在同一阶段发现 osbrw1 突变体中内源性 JA 和 SA 的含量较低。之后,OsSRFP1 下调至构成丰度,以平衡耐药性 NIL Pi-4b 的生长。综上所述,OsBRW1 通过诱导诱导全身抗性 (ISR) 和系统获得性抗性 (SAR) 的协同作用,促使 OsSRFP1 抵抗水稻稻瘟病菌的感染,并平衡水稻植株的生长。
更新日期:2024-11-04
中文翻译:
OsBRW1 是一种新型稻瘟病抗性基因,编码 NBS-LRR 蛋白与 OsSRFP1 相互作用以平衡水稻生长和抗性
摘要亟需挖掘水稻中新的抗稻瘟病基因,开发具有金字塔形抗稻瘟病基因的水稻新品种。在这项研究中,从一组具有不同抗稻瘟病能力的水稻近等基因系 (NILs) 中筛选出一种新的抗稻瘟病基因 OsBRW1。在稻瘟病菌 (M. oryzae) 感染下,耐药 NIL Pi-4b 中的 OsBRW1 比在易感的 NIL Pi-1 及其亲本系 CO39 中被高度诱导,并且通过使用 CRISPR/Cas9 敲除和过表达方法进一步证实了 OsBRW1 的抗爆炸性能力。OsBRW1 编码的蛋白质是典型的具有 NB-ARC 结构域的 NBS-LRR,位于细胞质和细胞核中,OsBRW1 的瞬时表达能够触发烟叶超敏反应。蛋白相互作用实验表明,OsBRW1 蛋白直接与 OsSRFP1 相互作用。在米曲霉侵染早期,OsBRW1 基因诱导 OsSRFP1 达到高表达水平并积累 H2O2,上调防御反应性信号转导基因和发病机制相关基因,增加耐药 NIL Pi-4b 中的 JA 和 SA 含量。相反,在同一阶段发现 osbrw1 突变体中内源性 JA 和 SA 的含量较低。之后,OsSRFP1 下调至构成丰度,以平衡耐药性 NIL Pi-4b 的生长。综上所述,OsBRW1 通过诱导诱导全身抗性 (ISR) 和系统获得性抗性 (SAR) 的协同作用,促使 OsSRFP1 抵抗水稻稻瘟病菌的感染,并平衡水稻植株的生长。