近日，中国农业科学院植物保护研究所作物病原生物功能基因组研究创新团队联合湖南农业大学在植物学报（Journal of Integrative Plant Biology）上发表了题为“E3 ubiquitin ligase mediated degradation of Rab GTPase suppresses an MAPKK and activates immunity in rice”的研究论文。该研究揭示了水稻E3泛素连接酶通过泛素化降解水稻Rab家族蛋白OsRab11C1，进而调控MAPKK通路并激活免疫的分子机制。
Rab家族蛋白是植物中成员最多、功能多样的一类小GTP酶，可调控植物免疫反应。然而，Rab蛋白在维持免疫稳态中的作用，仍缺乏系统性研究。
研究表明水稻OsRab11C1功能缺失突变体显著增强对稻瘟病的抗性，并伴随防御相关基因表达上调、活性氧迸发增强以及MAPK信号通路的激活。OsRab11C1能够与MAPKK激酶OsMKK6互作并维持其稳定，水稻中抑制OsMKK6的表达可提高对稻瘟病的抗性。进一步发现水稻RING型E3泛素连接酶EL5可介导OsRab11C1的泛素化修饰，并通过26S蛋白酶体途径促进其降解，EL5的过量表达加速OsRab11C1蛋白降解，从而降低OsMKK6稳定性，增强水稻的抗病性。
该研究揭示了E3泛素连接酶通过翻译后修饰与降解途径调控Rab GTP酶的功能，从而平衡免疫信号强度，提出了“EL5-OsRab11C1-OsMKK6”调控模块。该研究为水稻抗病育种提供了新的理论依据和基因资源。
中国农业科学院植物保护研究所和湖南农业大学联合培养博士研究生蒋素为该论文的第一作者，中国农业科学院植物保护研究所宁约瑟研究员和湖南农业大学王丹副教授、肖应辉研究员为共同通讯作者。该研究得到中国农业科学院科技创新计划和国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：http://doi.org/10.1111/jipb.70149
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