由稻黄单胞菌稻生致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc）引起的水稻细菌性条斑病（bacterial leaf streak, BLS）是水稻重要的病害之一，影响水稻的产量和品质。黄单胞菌通过Ⅲ型分泌系统将Ⅲ型效应子（type III secreted effector, T3SE）注入寄主细胞中，干扰植物免疫。T3SEs主要分为两种，类转录激活子（transcription activator-like, TAL）效应子和非转录激活子样效应子（non-TALE）。其中，TAL效应子能够被转运到寄主细胞核中，通过结合靶基因的效应蛋白结合元件（effector-binding element, EBE）诱导靶基因的表达，non-TAL效应子则通过其不同的生化功能干扰植物的多种生理过程。
近日，广西大学黄胜课题组在The Plant Journal上在线发表题为Xanthomonas oryzae pv. oryzicola effector Tal10a directly activates rice OsHXK5 expression to facilitate pathogenesis的研究论文。该研究揭示了细菌性条斑病菌TAL 效应子Tal10a激活水稻己糖激酶基因OsHXK5从而降低植物防御反应以促进感病的分子机制。
该研究发现，Tal10a是水稻细菌性条斑病菌的一个毒力因子，且Tal10a能够抑制水稻的防御反应。通过基因表达分析和EBE预测，确定水稻己糖激酶基因OsHXK5是Tal10a的候选靶标之一，并用RT-qPCR、EMSA和GFP报告分析进一步证明了Tal10a能够直接结合OsHXK5基因启动子区，并激活OsHXK5基因的表达。CRISPR/Cas9介导的 OsHXK5启动子区EBE的基因编辑可提高水稻对细菌性条斑病菌的抗性，而OsHXK5过表达则会增强水稻植株的感病性并损害水稻的防御反应。此外，同时编辑感病基因OsSULTR3;6和OsHXK5的启动子能够显著增强水稻对细菌性条斑病菌的抗性。综上所述，我们的研究初步阐明了Tal10a靶向OsHXK5促进感染的分子机制，并表明OsHXK5 可以作为水稻抗病育种的一个潜在靶标。
图1 Tal10a在水稻-条斑病菌互作中的工作模型
广西大学生命科学与技术学院博士研究生王九祥、已毕业博士廖舟翔为论文的共同第一作者，黄胜教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、广西自然科学基金和亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室自主项目的支持。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.1692
