近日,,我院真菌多樣性與真菌病害調(diào)控技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在《Plant Biotechnology Journal》上在線發(fā)表了題為“A fungal CFEM-containing effector targets NPR1 regulator NIMIN2 to suppress plant immunity”的研究論文,,在真菌CFEM效應(yīng)蛋白致病機(jī)制方面取得重要進(jìn)展,。
炭疽菌為植物十大病原之一,,其廣泛致病的機(jī)制還了解的很少。研究團(tuán)隊(duì)前期圍繞蘋(píng)果重大病害炭疽葉枯病害體系,,結(jié)合運(yùn)用組學(xué)與基因功能分析手段鑒定到一個(gè)果生炭疽菌( C. fructicola )侵染蘋(píng)果關(guān)鍵效應(yīng)蛋白CfEC12,。該蛋白為刺盤(pán)孢屬真菌特效應(yīng)因子,預(yù)測(cè)含外泌信號(hào)肽和保守CFEM結(jié)構(gòu)域,,并定位到細(xì)胞核,。CfEC12基因在病菌附著胞分化與穿透階段特異高表達(dá),基因敲除突變體致病力明顯降低,,有明顯的BAX壞死,、胼胝質(zhì)積累和活性氧爆發(fā)等防衛(wèi)反應(yīng)抑制活性。
植物NPR1為水楊酸受體,。NIMIN蛋白是一類(lèi)調(diào)控NPR1抗病信號(hào)通路的關(guān)鍵蛋白,,精細(xì)調(diào)控抗病防衛(wèi)動(dòng)態(tài)進(jìn)程。在植物正常生長(zhǎng)時(shí),,NIMIN3與NPR1結(jié)合避免免疫反應(yīng)過(guò)度激活,;當(dāng)感受到病原攻擊時(shí),NIMIN2和NIMIN1會(huì)依次與NPR1結(jié)合,,促進(jìn)與水楊酸的結(jié)合和PRs蛋白表達(dá),,增強(qiáng)植物免疫反應(yīng)。
該研究通過(guò)蛋白互作分析發(fā)現(xiàn)CfEC12可與蘋(píng)果MdNIMIN2互作,,其互作依賴(lài)于CfEC12的CFEM結(jié)構(gòu)域,。基于酵母雙雜,、酵母三雜試驗(yàn)研究了CfEC12,、MdNIMIN(1—3)、NPR1的三元互作關(guān)系,。通過(guò)瞬時(shí)和穩(wěn)定轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果抗性測(cè)定均表明MdNIMIN2顯著影響蘋(píng)果對(duì) C. fructicola 的抗性,。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)CfEC12與蘋(píng)果NPR1共同競(jìng)爭(zhēng)NIMIN2蛋白的13-63位氨基酸,阻礙NIMIN2與NPR1結(jié)合,,抑制NPR1調(diào)控的下游PRs抗病基因表達(dá)和免疫反應(yīng),。CFEM是真菌特有且廣譜蛋白,,與病原真菌致病能力密切相關(guān)。該研究發(fā)現(xiàn)CfEC12通過(guò)靶向植物NPR1調(diào)節(jié)因子NIMIN2干擾植物免疫的新機(jī)制,。CFEM有望作為植物病原炭疽菌新農(nóng)藥開(kāi)發(fā)的靶標(biāo),。
CfEC12抑制寄主免疫機(jī)制模型
博士研究生商圣平為論文的第一作者,孫廣宇教授,、張榮教授和梁曉飛副教授為論文的通訊作者,博士研究生劉廣利和碩士研究生張凇參與了項(xiàng)目的研究工作,。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(32070144, 32072374)和國(guó)家蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS27)的資助,。
原文鏈接:https://doi.org/10.1111/pbi.14166
編輯:劉小鳳
審核:郭 軍