2019-10-05 19:39:20
近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院植物免疫研究團(tuán)隊(duì)在雙一流期刊、植物科學(xué)Top期刊《New Phytologist》（IF=7.299）發(fā)表了題為 “Stripe rust effector Pst18363 targets and stabilizes TaNUDX23 that promotes stripe rust disease”的研究論文，植物保護(hù)學(xué)院楊倩博士為論文第一作者，郭軍教授和康振生教授為論文通訊作者，相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃（ 111計(jì)劃）的資助。
小麥條銹菌Pst18363靶向并穩(wěn)定小麥防衛(wèi)反應(yīng)的負(fù)向調(diào)控子TaNUDX23促進(jìn)病菌對(duì)小麥的侵染效應(yīng)蛋白作為一類(lèi)重要的毒性因子，主要通過(guò)病原菌分泌到寄主體內(nèi)，抑制寄主的防衛(wèi)反應(yīng)，從而引發(fā)寄主植物感病。小麥條銹菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst）作為活體營(yíng)養(yǎng)專(zhuān)性寄生真菌，毒性變異頻繁，嚴(yán)重威脅我國(guó)乃至世界的小麥生產(chǎn)。然而，由于缺乏穩(wěn)定轉(zhuǎn)化體系且不能在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，條銹菌效應(yīng)蛋白的功能研究嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致我們對(duì)病菌調(diào)控寄主免疫反應(yīng)的分子機(jī)理知之甚少。在銹菌中，被鑒定的第一個(gè)效應(yīng)蛋白為蠶豆銹菌（Uromyces fabae）中的Rust Secreted Protein 1 (UfRTP1)，研究表明其能夠在病菌侵染寄主過(guò)程中形成微絲骨架結(jié)構(gòu)且具有半胱氨酸蛋白酶抑制劑活性。但關(guān)于其調(diào)控寄生免疫反應(yīng)的機(jī)理還未見(jiàn)報(bào)道。
西農(nóng)大植物免疫團(tuán)隊(duì)從小麥條銹菌（Pst）中鑒定到一個(gè)能夠抑制煙草和小麥細(xì)胞壞死的UfRTP1直系同源蛋白Pst18363；通過(guò)寄主誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)抑制 Pst18363的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Pst的致病性顯著降低；篩選到Pst18363的靶標(biāo)蛋白-小麥Nudix水解酶23（TaNUDX23），并進(jìn)一步在體內(nèi)/體外明確它們存在互作；瞬時(shí)沉默及過(guò)表達(dá)分析表明TaNUDX23抑制活性氧（ROS）的積累，為小麥防衛(wèi)反應(yīng)的負(fù)調(diào)控因子；煙草共表達(dá)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Pst18363 能增強(qiáng)TaNUDX23的穩(wěn)定性。
本研究揭示了小麥條銹菌效應(yīng)蛋白Pst18363調(diào)控寄主免疫反應(yīng)的分子機(jī)制，即Pst18363 通過(guò)靶向并穩(wěn)定小麥防衛(wèi)反應(yīng)的負(fù)向調(diào)控子TaNUDX23促進(jìn)病菌對(duì)小麥的侵染，豐富和拓展了對(duì)銹菌RTP效應(yīng)蛋白致病機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為深入揭示條銹菌致病機(jī)理提供了理論依據(jù)，進(jìn)而為開(kāi)辟持久有效的小麥條銹病防控策略奠定了基礎(chǔ)。
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