近日，湖南农业大学王丹副教授与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宁约瑟研究员合作，在《Journal of Integrative Plant Biology》上发表了一项重要研究成果，题为“E3 ubiquitin ligase mediated degradation of Rab GTPase suppresses an MAPKK and activates immunity in rice”。该研究深入揭示了水稻中一个由E3泛素连接酶调控的免疫信号通路，阐明了其通过泛素化降解Rab家族蛋白OsRab11C1，进而影响MAPK级联反应并增强抗病能力的分子机制。
Rab家族小GTP酶是植物体内成员最多、功能最为多样的蛋白家族之一，在调控免疫反应中扮演关键角色。然而，它们如何参与维持免疫稳态，长期以来缺乏系统性的解析。本研究发现，当水稻中的OsRab11C1发生功能缺失突变时，植株对稻瘟病的抗性显著增强，同时伴随防御相关基因表达上调、活性氧爆发增强以及MAPK信号通路的激活。进一步研究表明，OsRab11C1能够与MAPKK激酶OsMKK6直接互作，并维持后者的蛋白稳定性；而抑制OsMKK6的表达同样可提升水稻对稻瘟病的抗性，暗示这一通路在免疫调控中的核心地位。
尤为关键的是，研究人员鉴定出一种RING型E3泛素连接酶EL5，它能够特异性识别OsRab11C1并介导其泛素化修饰，进而通过26S蛋白酶体途径促进其降解。当EL5在水稻中过量表达时，OsRab11C1的蛋白水平迅速下降，导致OsMKK6稳定性降低，从而解除其对免疫信号的抑制作用，最终增强水稻的抗病能力。基于这些发现，研究团队提出了一个全新的“EL5–OsRab11C1–OsMKK6”免疫调控模块，揭示了E3泛素连接酶如何通过翻译后修饰精细调控Rab GTP酶的功能，以动态平衡免疫信号的强度。
这项工作不仅拓展了人们对植物泛素-蛋白酶体系统在免疫调控中作用的理解，也为水稻抗病育种提供了重要的理论支撑和潜在的基因资源。
论文第一作者为湖南农业大学和中国农科院植物保护所联合培养的博士研究生蒋素，通讯作者为湖南农业大学的王丹副教授和肖应辉研究员，以及中国农科院植物保护所的宁约瑟研究员。
