我院植物免疫團(tuán)隊(duì)在病原真菌干擾植物葉綠體免疫新機(jī)制研究中取得新進(jìn)展
作者：劉小鳳 來(lái)源： 發(fā)布日期：2021-09-23 瀏覽次數(shù)：
2021年9月16日，我院植物免疫研究團(tuán)隊(duì)在植物生理《Plant Physiology》雜志在線(xiàn)發(fā)表了題為“Two stripe rust effectors impair wheat resistance by suppressing import of host Fe–S protein into chloroplasts”的研究論文。王曉東博士為第一作者,，王曉杰教授為通訊作者。
條銹病是危害小麥生產(chǎn)的重大作物災(zāi)害,，對(duì)小麥生產(chǎn)具有毀滅性危害，一般年份導(dǎo)致小麥減產(chǎn)10~30%,，嚴(yán)重時(shí)甚至絕收,。條銹菌通過(guò)頻繁的毒性變異導(dǎo)致的小麥品種抗性 “喪失”是病害爆發(fā)流行的根本原因，而條銹菌分泌的效應(yīng)蛋白是條銹菌克服寄主抗性的重要致病因子,。因而,，鑒定關(guān)鍵效應(yīng)蛋白并揭示其抑制植物免疫的毒性機(jī)理對(duì)條銹病的防控具有重要意義。
小麥條銹菌（ Puccinia striiformis f. sp. tritici ）是一種活體營(yíng)養(yǎng)專(zhuān)性寄生真菌,，不能在體外人工培養(yǎng),，缺乏遺傳轉(zhuǎn)化體系，難以通過(guò)遺傳學(xué)方法研究病菌的致病機(jī)理,。為深入揭示條銹菌致病性變異的分子基礎(chǔ),，該團(tuán)隊(duì)率先在國(guó)際上完成了條銹菌基因組測(cè)序（Zheng et al., Nature Communications, 2013）和條銹菌轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（Xu et al., Molecular Plant Pathology, 2019），對(duì)條銹菌毒性效應(yīng)蛋白（Effectors）進(jìn)行了大規(guī)模篩選,。此項(xiàng)研究通過(guò)轉(zhuǎn)基因RNAi技術(shù)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)效應(yīng)蛋白Pst_4,、Pst_5在條銹菌的致病性中發(fā)揮一定的作用。雖然這兩個(gè)蛋白的序列相似度較低,，但二者在半胱氨酸數(shù)量及分布位置上較為相似,，且二者均靶向寄主的同一個(gè)蛋白TaISP（細(xì)胞色素b6/f復(fù)合體鐵硫亞基）。TaISP是一個(gè)核基因編碼的葉綠體蛋白,，在細(xì)胞質(zhì)中合成后轉(zhuǎn)運(yùn)到葉綠體參與光合電子傳遞,。研究發(fā)現(xiàn)瞬時(shí)過(guò)表達(dá)TaISP能夠促進(jìn)煙草葉綠體產(chǎn)生活性氧，另外在小麥上沉默TaISP后降低了小麥對(duì)條銹菌的抗性,，表明TaISP可能通過(guò)調(diào)控葉綠體活性氧來(lái)促進(jìn)小麥的抗病性,。通過(guò)共定位、WB等實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)效應(yīng)蛋白能夠在植物細(xì)胞質(zhì)“劫持”TaISP,，并抑制其向葉綠體的轉(zhuǎn)運(yùn),。此研究揭示了活體營(yíng)養(yǎng)型致病真菌干擾植物葉綠體免疫的新機(jī)制，對(duì)開(kāi)發(fā)條銹病防控新策略具有重要指導(dǎo)意義,。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、陜西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的資助,。
論文連接：
https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab434/6371198?login=true
編輯：劉小鳳
