Sự biểu hiện quá mức của đồng hình NPR1 ở lúa dẫn đến việc kích hoạt liên tục phản ứng phòng thủ và nhạy cảm với ánh sáng

NPR1/NIM1 của Arabidopsis là một yếu tố điều tiết chính trong khả năng kháng bệnh thu được theo hệ thống (SAR), mang lại khả năng kháng bền vững rộng rãi. Các báo cáo trước đây cho thấy lúa có một con đường kháng bệnh tương tự như con đường SAR của Arabidopsis. Ở đây, chúng tôi báo cáo việc phân lập và đặc tính hóa một đồng hình NPR1 ở lúa (NH1). Các cây lúa chuyển gen biểu hiện quá mức NH1 (NH1ox) đạt được mức độ kháng cao đối với Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Biểu hiện kháng này có thể di truyền và tương quan với sự hiện diện của gen chuyển và sự giảm tăng trưởng của vi khuẩn. Phân tích Northern cho thấy rằng cây lúa NH1ox tự phát kích hoạt các gen phòng thủ, trái ngược với ngô Arabidopsis biểu hiện quá mức NPR1, nơi mà các gen phòng thủ không được kích hoạt cho đến khi có sự khởi động. NH1 kiểu hoang dã, nhưng không phải là một đột biến điểm tương ứng với npr1-1, tương tác mạnh mẽ với yếu tố phiên mã rTGA2.2 của lúa trong thí nghiệm lai hai thủy tinh. Các cây NH1ox trồng trong nhà kính phát triển các đốm giống như tổn thương trên lá ở giai đoạn trước ra hoa mặc dù không quan sát thấy các hiệu ứng phát triển khác. Tuy nhiên, khi được trồng trong các buồng tăng trưởng (GCs) dưới ánh sáng yếu, các cây NH1ox bị lùn lại, cho thấy có độ nhạy cảm cao hơn với ánh sáng. Các cây NH1ox trồng trong GC cho thấy mức axit salicylic (SA) cao hơn nhiều so với kiểu hoang dã, trong khi các cây NH1ox trồng trong nhà kính chứa ít SA hơn. Những kết quả này chỉ ra rằng NH1 có thể tham gia vào việc điều tiết SA phản ứng với thay đổi môi trường.