Protein kinase Pi65 điều tiết tính kháng bệnh đạo ôn thông qua tín hiệu phụ thuộc vào phosphoryl hóa và tái lập trình biến dưỡng của cây lúa.

Protein kinase Pi65 điều tiết tính kháng bệnh đạo ôn thông qua tín hiệu phụ thuộc vào phosphoryl hóa và tái lập trình biến dưỡng của cây lúa.

Nguồn:Lili Wang, Hongwei Chen, Xiaohang Zhou, Bowen Yan, Zhiqiang Tang, Zuobin Ma, Dianrong Ma, Wenjing Zheng. 2026. Protein kinase Pi65 regulates rice blast resistance through phosphorylation-dependent signaling and metabolic reprogramming. Front Genet.; 2026 Jan 5: 16:1715247. doi: 10.3389/fgene.2025.1715247.

Bệnh đạo ôn lúa do nấm Magnaporthe oryzae đe dọa đến an ninh lương thực toàn cầu. Do đó, dòng hóa được gen kháng, thực nghiên nhiều nghiên cứu sâu về tương tác giữa ký chủ và ký sinh, làm rõ được các chu trình kháng bệnh này, và phát triển được nguồn vật liệu bố mẹ mới rất cần cho đảm bảo an ninh lương thực. Nghiên cứu này phản ánh được gen kháng đạo ôn mã hóa protein kinase Pi65 như mục tiêu nghiên cứu và làm sao khai thác được vai trò điều tiết của nó trong phản ứng miễn dịch của cây lúa thông quan cái gọi là protein phosphorylation omics và xác minh tương tác protein. Kết quả thi nghiệm chứng minh rằng Pi65 mã hóa protein có đặc điểm hoạt tính của “autophosphorylation kinase” (kinase tự phosphoryl hóa). Trên cơ sở phân tích phosphoproteomic, có 572 và 107 DPPs (differentially regulated phosphoproteins) được xác định trong dòng lúa đột biến Pi65-knockout (KO) và dòng lúa biểu hiện gen kháng cao “Pi65-overexpression” (OE), theo thứ tự, so với cây lúa nguyên thủy (WT). Những DPPs này biểu thị các thay đổi rất đáng kể trong truyền tín hiệu, các tiến trình biến dưỡng, và xác định vị trí trong tế bào, kết quả chỉ ra rằng: biểu hiện thay đổi của Pi65 có ảnh hưởng đến kết quả bảo hòa phosphoryl hóa ở lá lúa. Phân tích tính phong phú của KEGG và GO cho thấy DPPs của dòng lúa KO chủ yếu gắn với các tến trình si nh học ví dụ chu chuyển nitrogen và có tính chất “non-homologous end joining” (NHEJ), trong khi, DPPs của dòng lúa OE nhiều vô số kể trong các chu trình liên quan đến chu trình Calvin, glycolysis, và kết gắn với RNA. Do đó, Pi65 có thề tham gia vào điều tiết biến dưỡng của tế bào bởi mô đun kiểu hệ thống phosphoryl hóa của nhân và tiến trình cải biên hậu phiên mã. Thí nghiệm minh chứng tương tác giữa protein khẳng định được Pi65 tương tác trực tiếp với protein điều tiết “redox” OsAPX4 và phân tử phosphate transporter OsPHF1, liên kết Pi65 có chức năng với hiện tượng sinh lý “redox homeostasis” (bảo hòa redox) và tín hiệu phosphorus. Kết quả cho thấy Pi65 hoạt động như một “hub” chính thức mà nó tích hợp được các tín hiệu stress sinh học, phi sinh học để làm nên mô đun kháng bệnh đạo ôn thông qua dòng chảy tín hiệu phosphoryl hóa. Đây là luận điểm khoa học mới đề cập đến vai trò của kinases thực vật trong phản ứng “multi-stress” và thu thập được nhiều mục tiêu ứng cử trọng yếu phục vụ cải tiến di truyền tính kháng stress của cây.

Xem: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41555928/

Hình: Điều hòa có tính chất đặc hiệu của những proteins phosphoryl hóa và vị trí phosphoryl hóa trên lá lúa. (A) Số protein được điều tiết kiểu up và down, số vị trí phosphorylation trong lá lúa giữa KO và WT. (B) Volcano plot của phosphosite thay đổi giữa KO và WT. (C) Số protein phosphoryl hóa được điều tiết tiết kiểu up và down, số vị trí phosphorylation trong lá lúa giữa KO và WT. (D) Volcano plot of phosphosite thay đổi giữa KO và WT. WT, wild-type; KO, knockout line; OE, over expression line.