由稻瘟菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是世界上最具破坏性的水稻病害之一，严重时甚至导致水稻颗粒无收。培育和推广含有广谱抗性基因的水稻品种是防治稻瘟病最经济和最有效的方法。Pib是水稻中第一个被克隆的稻瘟病抗性基因，编码NLR免疫受体，介导对携带无毒基因/效应因子AvrPib的稻瘟菌菌株的抗性。最近的一项研究发现OsSH3P2（SH3 DOMAIN-CONTAINING PROTEIN 2）通过直接与Pib的卷曲螺旋（CC）结构域相互作用抑制Pib同源二聚体的形成，进而使水稻保持正常生长状态。但当携带AvrPib的稻瘟菌入侵时，AvrPib竞争性地与OsSH3P2相互作用，使Pib被迅速激活，从而介导对稻瘟病的抗性。同时，许多NLR蛋白需要形成异源NLR蛋白对发挥功能。然而，Pib触发防御反应的分子机制，以及Pib是否与另一个NLR共同介导稻瘟病抗性还尚不清楚。
近日，我院唐定中教授课题组在Plant Physiology在线发表了题为“Nucleotide-binding leucine-rich repeat receptor homologs Pib and PibH8 interact and contribute to immunity in rice”的研究论文。该研究发现，水稻NLR免疫受体Pib和PibH8相互作用，共同介导水稻对效应因子AvrPib激活的抗性。
该研究论文发现，水稻恢复系Hui1586对稻瘟病具有良好抗性，并通过图位克隆及CRISPR/Cas9方法证明Pib有助于水稻Hui1586对稻瘟病的抗性。此外，该研究还通过酵母双杂交筛选，发现Pib的同源蛋白PibH8通过CC结构域与Pib相互作用并形成异源二聚体。敲除PibH8后，接种携带AvrPib的稻瘟菌Guy11，与野生型相比，pibh8突变体表现出更加感病的表型，暗示PibH8也介导对AvrPib的抗性。此外，与单突变体相比，pib/pibh8双突变体表现出对Guy11更加感病的表型，表明Pib和PibH8是介导水稻对AvrPib完全抗性所必需的。
进一步研究发现，PibH8可以通过其CC结构域形成同源二聚体，暗示Pib和PibH8可能通过形成一个复合体来识别AvrPib。同时，OsSH3P2也可以与PibH8的CC结构域相互作用，并且抑制Pib和PibH8复合体的形成，从而使Pib和PibH8保持静息状态，抑制二者介导的抗病反应。
综上所述，Pib和PibH8激活了水稻对AvrPib的完全抗性。在正常生长条件下，OsSH3P2与Pib和PibH8的CC结构域相互作用，抑制Pib和PibH8同源和异源复合体的形成，使Pib和PibH8保持静息状态。当携带AvrPib的稻瘟菌入侵后，OsSH3P2优先与AvrPib相互作用，导致OsSH3P2与Pib和PibH8解离，使得Pib和PibH8形成同源和异源复合体共同介导水稻对稻瘟病的完全抗性。
我院2019级博士研究生王占春为该论文的第一作者，唐定中教授和王伟副教授为该论文的共同通讯作者。福建省农业科学院水稻研究所杨德卫副研究员、我校植物免疫中心钟桂涛博士和李生平副教授也参与了该项研究工作。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiae244
