【研究进展】陈月琴教授团队发现植物新型Lnc-eRNA XSER1通过促进染色质成环调控水稻广谱抗病性

       稻渔综合种养具有以渔促稻、质效并重的突出特点，是典型的现代生态循环农业模式，也是全重室一个重要方向之一。在渔稻共生系统中，由于禁止化学农药使用，稻瘟病、白叶枯病、纹枯病以及稻飞虱等病虫害往往在高湿、高温等的环境下发生，严重影响了水稻和水产动物的产量和品质，因此通过遗传改良提升水稻自身的广谱抗性，是保障鱼稻双高产和绿色安全的关键。

       近日，我室陈月琴教授团队在《Molecular Cell》 在线发表题为“ The XSER1 lncRNA acts as an enhancer RNA and confers resistance to pathogens by promoting chromatin loop formation in rice ”的研究论文。该研究首次在水稻中系统鉴定了一类响应病原菌的Lnc-eRNA，并深入揭示了其中一员XSER1 通过招募转录因子OsbHLH94，促进染色质环的形成，从而激活邻近组蛋白去甲基化酶基因 OsJMJ707 的表达，负向调控水稻抗病性的全新分子机制。

       研究团队的前期工作发现，水稻受病原菌侵染后，大量lncRNA异常积累。在该研究中，研究团队基于DHS（DNase I超敏感位点）预测增强子，结合病原菌响应lncRNA表达谱，从567个响应白叶枯病菌的lncRNA中筛选出64个候选Lnc-eRNA。将这类lncRNA命名为 XSER （Xanthomonas Susceptible Enhancer RNA）。其中XSER1具有典型eRNA特征，受病原菌诱导快速且瞬时上调。功能验证显示，XSER1-RNAi（RNAi干扰）和xser1-KO（大片段敲除）植株对白叶枯病、条斑病、稻瘟病及纹枯病均表现出更强的抗性，病斑长度显著缩短，表明XSER1是一个感病相关Lnc-eRNA，抑制其表达可赋予水稻广谱抗病性。

       在作用机制上，XSER1像一个“空间设计师”，通过招募转录因子OsbHLH94来增强其自身基因座位的染色质可及性，并促进XSER1位点与OsJMJ707基因间形成染色质环相互作用，从而激活组蛋白去甲基化酶OsJMJ707的表达，最终导致水稻抗病性被抑制。这是植物中首次报道功能性lnc-eRNA。更重要的是，XSER1在正常条件下表达极低，敲除后不影响生长发育，却显著增强广谱抗性，打破了传统抗病与生长的权衡，为作物抗病育种提供了精准靶点。论文发表后被期刊同期“Preview”专评。

       水产动物疫病防控与健康养殖全国重点实验室为文章第一单位，博士研究生袁超和蒋杰为论文共同第一作者，陈月琴教授、周燕飞副研究员和博士后何瑞瑞为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重大研究计划重点项目、国家自然科学基金区域创新联合基金重点项目等的资助。

      原文链接：https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(26)00127-9

      Preview点评链接：https://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(26)00103-6