由Rhizoctonia solani Kühn引起的水稻纹枯病严重威胁全球水稻产量和品质。据统计纹枯病在田间的发病率可达50%，但目前在生产中仍然缺乏抗病品种，抗病机制还有待深入研究。此外，胼胝质积累所影响的胞间连丝通透性在植物的各生命阶段发挥的作用不可忽视，但其在水稻抗纹枯病过程中的作用还未明确。近日，沈阳农业大学植物保护学院玄元虎教授团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry发表了题为《β‑Glucanase Family Genes Promote Resistance to Sheath Blight in Rice by Inhibiting the Permeability of Plasmodesmata》的研究论文，该研究解析了BGL家族基因通过增加胼胝质积累和降低胞间连丝通透性来提高水稻对纹枯病抗性的新机制，并证实了胼胝质积累和胞间连丝通透性在水稻抗纹枯病过程中发挥的重要角色。
课题组前期在转录组测序结果中发现，β‑glucanase 家族中大多数基因受纹枯病菌的诱导，因此该家族基因很有可能参与水稻抗纹枯病的过程。通过对BGL突变体和过表达水稻接种纹枯病菌发现该家族基因正调控水稻对纹枯病的抗性。经过胼胝质染色发现过表达BGLs后积累更多的胼胝质。因此BGL家族基因通过增加胼胝质积累正调控水稻对纹枯病的抗性。
为了明确BGL家族过表达所诱导的胼胝质积累与胞间连丝的联系，研究人员首先观察了OsBGL2的亚细胞定位，确定了其胞间连丝定位属性。于是进一步研究了BGL对胞间连丝通透性的影响，研究人员以GFP在细胞间的移动作为胞间连丝通透性的衡量标准，结果发现过表达OsBGL2后胞间连丝的通透性显著降低。
该研究解析了BGL家族通过促进胞间连丝颈区胼胝质积累来降低胞间连丝通透性，限制病原菌在细胞间的侵染从而提高水稻对纹枯病的抗性机制，为水稻对纹枯病的抗性机制研究拓宽了新的视野，扩展了我们对胼胝质沉积调控的认识，并建立了胞间连丝与植物抗病之间的直接联系。
植物保护学院博士研究生周天革为第一作者，玄元虎教授与孙倩副教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（31571985和31330063）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c01127
