类型a：学术研究报告

作者及机构
本研究由Wen-long Zhao、Ye Cheng、Jia-hui Huang等来自中山大学生命科学学院、广东省植物资源重点实验室及生物控制国家重点实验室的研究团队完成，通讯作者为Yu-chan Zhang。研究成果发表于*Advanced Science*期刊，2025年发表，文章DOI为10.1002/advs.202505671。

学术背景
作物育种中，抗病性与产量常存在“权衡效应”（trade-off effect），即增强抗病性往往伴随生长抑制。传统策略通过编辑抗病基因（R基因）或感病基因（S基因）提高抗性，但S基因的敲除可能导致发育缺陷。长链非编码RNA（lncRNA，long non-coding RNA）因其低表达量及环境响应特性，可能成为解决这一问题的靶点。本研究旨在鉴定一种感病性lncRNA（S lncRNA），通过编辑其序列增强作物的广谱抗病性，同时避免产量损失。

研究流程
1. 感病性lncRNA的筛选与鉴定
- 数据来源：分析公共转录组数据（PRJNA437000、PRJNA756899）及自测RNA-seq数据，筛选在稻瘟病菌（*Magnaporthe oryzae*）和白叶枯病菌（*Xanthomonas oryzae*）侵染后诱导表达的保守lncRNA。
- 候选基因：从361个保守lncRNA中鉴定出26个病原诱导的lncRNA，其中*RESIS*（Responsive to Xoo and conserved）在栽培稻中高度保守且受病原效应子结合元件（EBEs，effector-binding elements）调控。
- 功能验证：通过T-DNA插入突变体和CRISPR/Cas9敲除株系证实*RESIS*敲除显著提高水稻对真菌和细菌的抗性，且无生长缺陷。

1. RESIS的作用机制解析

   • 互作蛋白筛选：RNA pull-down结合质谱分析发现*RESIS*与N-末端乙酰转移酶复合体（NAT complex，N-terminal acetylation complex）核心组分NAA15和NAA10结合。
     
   • 亚细胞定位：*RESIS*主要定位于内质网（ER），通过TriFC（trimolecular fluorescence complementation）和SIM（structured illumination microscopy）证实其引导NAA10与NAA15的互作。
     
   • 功能实验：*RESIS*敲除抑制NAT复合体活性，导致蛋白质N-末端乙酰化水平下降，进而激活翻译通路相关蛋白的泛素化降解，增强抗病性。
     

2. 进化与育种应用分析

   • 进化特征：*RESIS*的3’端在栽培稻中扩展出NAA15结合域，其启动子EBEs在野生稻中缺失，表明其功能是驯化过程中获得的新特性。
     
   • 田间表型：*RESIS*敲除株系在感染白叶枯病后产量损失降低15.4%，而过表达株系损失增加至21.7%。
     

主要结果
1. 抗病性提升：*RESIS*敲除株系对白叶枯病（Xoo）、细菌性条斑病（Xoc）和稻瘟病的抗性显著增强，病原菌生物量降低50%以上（图2i-k）。
2. 无生长缺陷：与直接敲除*NAA15*或*NAA10*不同，*RESIS*敲除不影响水稻株高、分蘖数或千粒重（图S2e-m）。
3. 分子机制：*RESIS*通过其3’端序列促进NAA10与NAA15的结合，增强NAT复合体活性（图6a-f）。感染后，*RESIS*激活导致核糖体组装相关蛋白乙酰化，抑制宿主防御翻译（图7h）。

结论与意义
本研究首次提出“感病性lncRNA”可作为作物抗病育种的新靶点。通过编辑*RESIS*，实现了广谱抗病性与高产性状的协同改良，突破了传统育种中抗性与生长的权衡限制。其科学价值在于揭示了lncRNA通过调控蛋白质翻译后修饰（PTM，post-translational modification）影响植物免疫的新机制；应用价值在于为分子设计育种提供了安全高效的基因编辑策略。

研究亮点
1. 创新靶点：发现首个调控NAT复合体的感病性lncRNA，避免直接编辑必需基因的副作用。
2. 跨物种保守性：RESIS-NAT模块在拟南芥中保守，暗示其普适性（图S8a-b）。
3. 技术方法：结合TriFC、SIM和FLIM-FRET（荧光寿命成像-荧光共振能量转移）等多模态成像技术解析lncRNA-蛋白质互作空间动态。

其他价值
研究还发现*RESIS*受热胁迫诱导，可能参与非生物胁迫响应，为后续环境适应性研究提供线索（讨论部分）。数据可通过DOI公开获取，包括质谱原始数据（表S4）和转录组数据（表S6）。