Plant Physiol | 江苏省农科院吴纪中团队揭示TaRFR1-5B自然变异调控小麦赤霉病抗性的新机制

近日，江苏省农科院的吴纪中团队在Plant Physiology在线发表题为Natural variation in TaRFR1-5B modulates Fusarium head blight resistance via recognition of pTaRIN1-like in wheat的研究论文，揭示了

TaRFR1-5B

小麦赤霉病（Fusarium head blight, FHB）是由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum Schwabe, Fg）引起的一种极具破坏性的小麦真菌病害，严重威胁着全球小麦生产的产量和品质。然而，小麦FHB抗性的遗传基础仍不清楚。

该研究通过对小麦自然群体的全基因组关联分析，鉴定出一种对FHB具有抗性的编码CC-NBS-LRR蛋白的基因，TaRFR1-5B。研究发现，小麦自然群体中TaRFR1-5B基因的自然变异与FHB抗性显著相关。TaRFR1-5B的过表达和沉默改变了小麦/拟南芥对Fg的抗性。TaRFR1-5B与免疫调节蛋白TaRIN1-like在体内体外相互作用。TaRFR1-5BHap0单倍型编码的蛋白与TaRIN1-like蛋白的结合亲和力强于TaRFR1-5BHap1单倍型编码的蛋白。TaRFR1-5B编码一个CNL蛋白并与免疫调节蛋白TaRIN1物理相互作用。TaRFR1-5B通过识别磷酸化的TaRIN1蛋白，激活诱发细胞死亡的免疫反应。TaRFR1-5B的Leu533残基是激活强大免疫所必需的，Leu533残基的突变将导致较弱的免疫反应激活。最后，他们还发现TaRFR1-5B的自然变异与小麦的适应性相关。抗性等位基因TaRFR1-5BHap0主要存在于长江中下游流域的小麦种质，TaRFR1-5BHap1主要存在黄淮流域中的小麦种质。这项工作不仅为理解NLR介导的植物免疫提供了新的见解，更重要的是，它为小麦抗赤霉病育种提供了一个宝贵的新基因资源（TaRFR1-5BHap.0）和一个可直接用于分子标记辅助选择的SNP标记。利用这一标记，育种家可以高效地将这一优异抗病基因导入感病但高产的栽培品种中，为解决全球性的小麦赤霉病问题提供了新的有效工具。

江苏省农科院的刘富杰博士为本文的第一作者，吴纪中研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、江苏省自然科学基金、生物育种钟山实验室项目、江苏省种业振兴揭榜挂帅项目以及江苏省农业科学院国际合作基金等项目的资助。

论文链接：

https://academic.oup.com/plphys/advancearticle/doi/10.1093/plphys/kiaf685/8413121