植物免疫研究團(tuán)隊(duì)揭示了銹菌特異效應(yīng)子PstSIE1抑制植物免疫反應(yīng)新機(jī)理
作者：劉小鳳 來源： 發(fā)布日期：2022-11-08 瀏覽次數(shù)：
10月29日,，我院植物免疫研究團(tuán)隊(duì)在國際著名學(xué)術(shù)期刊《The Plant Journal》上在線發(fā)表了題為“A stripe rust fungal effector PstSIE1 targets TaSGT1 to facilitate pathogen infection”的研究論文,。該研究鑒定到一個(gè)與小麥TaSGT1互作的條銹菌特異效應(yīng)子PstSIE1（SGT1-Interacting Effector 1）,，闡明了PstSIE1能夠干擾TaSGT1-TaRAR1復(fù)合物的形成,，抑制小麥免疫以促進(jìn)病菌侵染。我院郭軍教授為論文的通訊作者,，博士研究生王韻茜,、劉聰為論文的共同第一作者。
小麥條銹菌（ Puccinia striiformis f. sp. triici , Pst ）是嚴(yán)格專性寄生真菌,，其引起的小麥條銹病嚴(yán)重危害小麥生長,，威脅我國糧食安全。植物在感知病原菌侵染時(shí),，免疫系統(tǒng)會(huì)及時(shí)而高效地工作,。SGT1作為植物防御信號(hào)中重要的免疫因子，不僅參與植物廣譜抗性和許多抗病基因（ R 基因）介導(dǎo)的抗病反應(yīng),，而且通過與RAR1互作實(shí)現(xiàn)分子伴侶功能,。因此，鑒定獲得靶向小麥重要免疫調(diào)節(jié)因子TaSGT1的條銹菌效應(yīng)子,，明確病菌效應(yīng)子調(diào)控植物免疫機(jī)理,，將為開發(fā)新的條銹病防控策略具有重要意義。
在小麥與條銹菌互作中,， TaSGT1 被顯著誘導(dǎo)表達(dá),。瞬時(shí)沉默 TaSGT1 并接種條銹菌后發(fā)現(xiàn)，沉默植株中過氧化氫（H2O2）積累顯著減少,，病菌菌絲面積增大,，表明TaSGT1為一個(gè)小麥免疫正向調(diào)控因子。通過篩選酵母雙雜交文庫篩選,，利用蛋白互作技術(shù),，鑒定到與TaSGT1互作的銹菌特異效應(yīng)子PstSIE1。進(jìn)一步創(chuàng)制 PstSIE1 -RNAi穩(wěn)定沉默株系接菌后發(fā)現(xiàn),，病菌侵染誘導(dǎo)的H2O2積累顯著上調(diào),，防御相關(guān)基因 TaPR1 、 TaPR2 ,、 TaWRKY53 和 TaXa21 的表達(dá)水平顯著升高，而 PstSIE1 過表達(dá)株系接菌后與沉默植株表現(xiàn)相反的趨勢,，表明 PstSIE1是一個(gè)條銹菌重要致病因子,。
SGT1通過其CS結(jié)構(gòu)域與RAR1互作形成蛋白復(fù)合體，單獨(dú)沉默和共沉默實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TaSGT1和TaRAR1可能組成復(fù)合體發(fā)揮抗病功能,。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),，PstSIE1能夠在體內(nèi)和體外與TaRAR1競爭性結(jié)合TaSGT1,，推測PstSIE1通過靶向TaSGT1并干擾TaSGT1-TaRAR1復(fù)合物的形成以抑制寄主免疫。該研究率先鑒定到靶向小麥重要免疫調(diào)節(jié)因子TaSGT1的銹菌特異效應(yīng)子PstSIE1,，明確了其與TaRAR1競爭性結(jié)合TaSGT1,，促進(jìn)病菌侵染，為實(shí)現(xiàn)小麥條銹病的可持續(xù)控制提供了基因資源與理論依據(jù),。
銹菌特異效應(yīng)子PstSIE1抑制小麥免疫的模式圖
該研究得到了旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的技術(shù)支持,，并得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFD1401000），國家自然科學(xué)基金（32172381,、31972224和32102175）,，陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021ZDLNY01-01），陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2020JZ-13和2021JQ-144）和教育部111項(xiàng)目（B07049）的資助,。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16019
編輯：劉小鳳
審核：郭 軍
