鉴定对水稻多种抗病性和产量性状至关重要的 NADPH 氧化酶基因

摘要 活性氧（ROS）是水稻中的一组信号分子，具有调节发育和胁迫反应的功能。呼吸爆发氧化酶同源物（Rbohs）是产生 ROS 的关键酶。然而，人们对 Rboh 家族 9 个成员在水稻多种抗病性和产量性状中的作用并不完全了解。本研究构建了各 Rboh 基因的突变体，并检测了它们在水稻多种抗病性和产量性状中的需求。结果发现，在病圃和实验室条件下，5个Rboh基因（RbohA、RbohB、RbohE、RbohH和RbohI）的突变导致水稻稻瘟病抗性受损；5个Rboh基因（RbohA、RbohB、RbohC、RbohE和RbohH）的突变导致水稻在病圃和实验室条件下对鞘枯病的抗性受到抑制；6个Rboh基因（RbohA、RbohB、RbohC、RbohE、RbohH和RbohI）的突变导致水稻在稻田中对叶枯病的抗性下降以及PAMPs和病原体诱导的ROS产生。此外，所有 Rboh 基因都参与了水稻产量性状的调控，因为除 rbohb 和 rbohf 外，所有 rboh 突变体都表现出一种或多种产量性状受损，如圆锥花序数、每圆锥花序粒数、结实率和粒重，导致单株产量降低。我们的研究结果确定了参与调控水稻抗性的 Rboh 家族成员，这些成员参与调控水稻对多种病原菌的抗性，而这些病原菌是导致全球最严重病害的主要病原菌，我们的研究结果为应用这些 Rboh 来协调水稻抗病性和产量性状的育种提供了理论支持。