纹枯病（ShB）是一种影响水稻生产的破坏性病害。此前，我们曾报道松散植物结构 1 (LPA1) 可促进对 ShB 的抗性。然而，LPA1 赋予对这种疾病的抵抗力的机制尚未得到广泛研究。值得注意的是，调节 LPA-1 活性的相互作用物仍然难以捉摸。

辽宁省农业科学院研究团队在Rice发表了一篇名为“Loose Plant Architecture 1-Interacting Kinesin-likeProtein KLP Promotes Rice Resistance to Sheath Blight Disease”的文章揭示了LPA1与KLP促进水稻纹枯病的抗性。

在这项研究中，我们通过酵母双杂交、双分子荧光互补 (BiFC) 和免疫共沉淀 (co-IP) 测定确定了驱动蛋白样蛋白 (KLP) 与水稻细胞核中 LPA1 的相互作用。

为了研究 LPA1 调节水稻对 ShB 抗性的机制，我们进行了酵母双杂交 (Y2H) 筛选。在潜在的 LPA1 相互作用因子中，我们确定了一种驱动蛋白样蛋白 (KLP)。Y2H 结果表明 LPA1与 KLP 和 IDD13 相互作用（图 1a）。此外，在稻原生质进行分割-GFP测定中，确认在细胞核中KLP与LPA1相互作用，而在阴性对照（LPA1-nYFP + cYFP）（图中没有检测到可见的信号1b）中。此外，还进行了一项 co-IP，其中 KLP-Myc 在本氏烟草中与 LPA1-GFP 共表达，并使用抗 GFP 抗体免疫沉淀 LPA1-GFP。使用抗Myc或抗GFP抗体进行Western印迹分析表明KLP-Myc和LPA1-GFP中成功表达，并且在植物中LPA1也与KLP相互作用（图1个C）。        

KLP与LPA1的相互作用

为了研究KLP在促进对 ShB 抗性中的作用，用茄枯丝核菌AG1-IA接种野生型、klp突变体和KLP过表达子 ( KLP OX ) 水稻植物。结果表明，与野生型对照相比，klp突变体对ShB更敏感，而KLP OX植物对ShB不太敏感。由于 LPA1 转录激活PIN-FORMED 1a(PIN1a)，我们检查了 8 个相关PIN基因的表达。结果表明，只有PIN1a和PIN3b的表达与KLP表达水平一致。此外，染色质免疫沉淀 (ChIP) 分析表明 KLP 直接与PIN1a的启动子区域结合，但不与PIN3b的启动子区域结合。瞬时表达测定证实 LPA1 和 KLP 转录激活PIN1a，并且KLP 和 LPA1 的共表达对PIN1a的激活具有累加作用，表明 KLP 增强了 LPA1 转录激活活性。

KLP 促进水稻对 ShB 的抗性

总之，我们已经证明 KLP，一种驱动蛋白样蛋白，与转录因子 LPA1 相互作用，以剂量依赖性方式激活下游基因表达。我们的分析表明 KLP 和 LPA1 一起直接激活PIN1a表达。PIN1a 是 AtPIN1a 的直系同源物，它可以控制生长素转运以调节生长素分布，并且局部生长素浓度的增加促进了水稻对 ShB 的抗性。总之，我们的结果表明 KLP 与 LPA1 合作，通过激活 PINa 依赖性生长素再分配和随后激活生长素信号传导来促进水稻对 ShB 的抗性。

文献链接：10.1186/s12284-021-00505-9