高分文献解读|OsCBSX3单体-寡聚体转换调控H?S合成调节水稻生长-免疫平衡

题目：Control of H₂S synthesis by the monomer–oligomer transition of OsCBSX3 for modulating rice growth-immunity balance

期刊：Molecular Plant

IF：24.1

PMID: 39815620

DOI: 10.1016/j.molp.2025.01.009

通讯作者：丁新华

文献背景

H₂S作为一种关键的内源性气体信号分子，在维持植物和动物的正常生理功能方面起着至关重要的作用。其浓度依赖性调控机制影响植物种子萌发、根系发育等多种生长过程，同时也在植物对生物胁迫的响应中发挥作用，能有效抑制病原菌如尼日尔曲霉、扩展青霉和果褐腐病菌的生长。

水稻（Oryza sativa）是世界上最广泛种植的粮食作物之一，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和由白叶枯病菌变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）引起的水稻白叶枯病是水稻的两种主要细菌性病害，严重影响水稻的产量和品质。

水稻中H₂S的合成途径及其在调节对条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc）和白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）抗性中的作用及其机制仍有待阐明。

研究成果

作者团队研究表明OsCBSX3蛋白在水稻中以单体和寡聚体两种状态并存，OsTrxZ蛋白和PsbO蛋白在调控OsCBSX3单体与寡聚体转换过程中发挥着关键作用。本文研究证实了OsCBSX3是水稻生长的负调节因子，同时也是水稻对Xoc和Xoo抗性的正调节因子。OsCBSX3的寡聚体形式对于叶绿体介导的H₂S合成以增强水稻抗性是必需的。OsCBSX3寡聚体和单体之间的平衡受OsTrxZ和PsbO调节，OsTrxZ是水稻免疫的负调节因子，PsbO是水稻免疫的正调节因子；H₂S诱导防御基因的表达，激活活性氧的产生，从而增强对Xoc和Xoo的抗性，但过量的H₂S抑制水稻生长。

本研究首次系统揭示了OsCBSX3通过调控H₂S合成参与水稻抗病性，并阐明了其寡聚化状态在抗病与生长平衡中的关键作用，为水稻抗病育种提供了新的分子靶点和策略。

产品亮点

实验样本

WT水稻叶片

实验方法

作者团队在在WT水稻叶片上喷洒0、10或50 mM NaHS后1小时，通过DAB染色检测H₂O₂的积累。

实验结果

10和50 mM NaHS均诱导水稻中ROS爆发，50 mM NaHS显示出特别强的作用。