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RAR1 and HSP90 Form a Complex with Rac/Rop GTPase and Function in Innate-Immune Responses in Rice

生物 先天免疫系统 RNA干扰 热休克蛋白90 RAC1 稻黄单胞菌 细胞生物学 热休克蛋白 免疫系统 基因 免疫学 遗传学 信号转导 核糖核酸
作者
Nguyễn Phương Thảo,Letian Chen,Ayako Nakashima,Shigeki Hara,Kenji Umemura,Akira Takahashi,Ken Shirasu,Tsutomu Kawasaki,Ko Shimamoto
出处
期刊:The Plant Cell [Oxford University Press]
卷期号:19 (12): 4035-4045 被引量:142
标识
DOI:10.1105/tpc.107.055517
摘要

Abstract A rice (Oryza sativa) Rac/Rop GTPase, Os Rac1, is involved in innate immunity, but its molecular function is largely unknown. RAR1 (for required for Mla12 resistance) and HSP90 (a heat shock protein 90 kD) are important components of R gene–mediated disease resistance, and their function is conserved in several plant species. HSP90 has also recently been shown to be important in mammalian innate immunity. However, their functions at the molecular level are not well understood. In this study, we examined the functional relationships between Os Rac1, RAR1, and HSP90. Os RAR1-RNA interference (RNAi) rice plants had impaired basal resistance to a compatible race of the blast fungus Magnaporthe grisea and the virulent bacterial blight pathogen Xanthomonas oryzae. Constitutively active Os Rac1 complemented the loss of resistance, suggesting that Os Rac1 and RAR1 are functionally linked. Coimmunoprecipitation experiments with rice cell culture extracts indicate that Rac1 forms a complex with RAR1, HSP90, and HSP70 in vivo. Studies with Os RAR1-RNAi and treatment with geldanamycin, an HSP90-specific inhibitor, showed that RAR1 and HSP90 are essential for the Rac1-mediated enhancement of pathogen-associated molecular pattern–triggered immune responses in rice cell cultures. Furthermore, the function of HSP90, but not RAR1, may be essential for their association with the Rac1 complex. Os Rac1 also regulates RAR1 expression at both the mRNA and protein levels. Together, our results indicate that Rac1, RAR1, HSP90, and HSP70 form one or more protein complexes in rice cells and suggest that these proteins play important roles in innate immunity in rice.
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