由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是水稻三大病害之一，严重威胁粮食安全。挖掘和利用广谱、持久的抗稻瘟病基因，对水稻抗病育种至关重要。然而，植物免疫的激活常伴随着生长抑制，导致作物在对抗病原菌时或免疫过度激活时产量下降。因此，探索和利用对稻瘟病具有抗性且不影响产量的水稻基因对培育可持续抗病品种具有重要意义。
近日，实验室在New Phytologist上发表了题为U-box E3 ubiquitin ligase OsPUB41 represses rice blast resistance by promoting degradation of OsPALs的研究论文。该研究鉴定到一个新的具有育种价值的基因OsPUB41。通过CRISPR/Cas9技术敲除该基因后，可提高水稻对稻瘟病的抗性，但不影响水稻产量。OsPUB41作为具有活性的U-box家族E3泛素连接酶与F-Box家族E3泛素连接酶OsFBK16，共同通过泛素化修饰木质素生物合成关键酶—苯丙氨酸解氨酶（OsPAL1-OsPAL7），并促进其通过26S蛋白酶体途径降解。敲除OsPUB41后，OsPALs蛋白水平升高，木质素合成增加，从而增强了水稻细胞壁对稻瘟菌入侵的抵御能力。该研究揭示了一个新的PUB蛋白调控水稻稻瘟病抗病性的分子机制，提出OsPUB41可作为CRISPR/Cas9基因组编辑的潜在靶点，为水稻抗病育种提供了新思路。
实验室在读博士生许莉、副教授唐永严和已毕业硕士研究生王媚为该论文的共同第一作者，王静教授为论文的通讯作者。陈学伟教授对本研究的开展给予了大力支持。该研究得到国家自然科学基金委、科技部和四川省科技厅相关项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/nph.70354
