題目：Control of H₂S synthesis by the monomer–oligomer transition of OsCBSX3 for modulating rice growth-immunity balance

期刊：Molecular Plant

IF：24.1

PMID: 39815620

DOI: 10.1016/j.molp.2025.01.009

通訊作者：丁新華

文獻背景

H₂S作為一種關鍵的內源性氣體信號分子，在維持植物和動物的正常生理功能方面起著至關重要的作用。其濃度依賴性調控機制影響植物種子萌發、根系發育等多種生長過程，同時也在植物對生物脅迫的響應中發揮作用，能有效抑制病原菌如尼日爾曲霉、擴展青霉和果褐腐病菌的生長。

水稻（Oryza sativa）是廣泛種植的糧食作物之一，由稻黃單胞菌稻生致病變種（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc）引起的水稻細菌性條斑病和由白葉枯病菌變種（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）引起的水稻白葉枯病是水稻的兩種主要細菌性病害，嚴重影響水稻的產量和品質。

水稻中H₂S的合成途徑及其在調節對條斑病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc）和白葉枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）抗性中的作用及其機制仍有待闡明。

研究成果

作者團隊研究表明OsCBSX3蛋白在水稻中以單體和寡聚體兩種狀態并存，OsTrxZ蛋白和PsbO蛋白在調控OsCBSX3單體與寡聚體轉換過程中發揮著關鍵作用。本文研究證實了OsCBSX3是水稻生長的負調節因子，同時也是水稻對Xoc和Xoo抗性的正調節因子。OsCBSX3的寡聚體形式對于葉綠體介導的H₂S合成以增強水稻抗性是必需的。OsCBSX3寡聚體和單體之間的平衡受OsTrxZ和PsbO調節，OsTrxZ是水稻免疫的負調節因子，PsbO是水稻免疫的正調節因子；H₂S誘導防御基因的表達，激活活性氧的產生，從而增強對Xoc和Xoo的抗性，但過量的H₂S抑制水稻生長。

本研究系統揭示了OsCBSX3通過調控H₂S合成參與水稻抗病性，并闡明了其寡聚化狀態在抗病與生長平衡中的關鍵作用，為水稻抗病育種提供了新的分子靶點和策略。

產品亮點

實驗樣本

WT水稻葉片

實驗方法

作者團隊在在WT水稻葉片上噴灑0、10或50 mM NaHS后1小時，通過DAB染色檢測H₂O₂的積累。

實驗結果

10和50 mM NaHS均誘導水稻中ROS爆發，50 mM NaHS顯示出特別強的作用。