近日，我院作物病蟲害監(jiān)測(cè)與治理團(tuán)隊(duì)在Plant, Cell & Environment 期刊在線發(fā)表了題為“ Verticillium dahliae elicitor VdSP8 enhances disease resistance through increasing lignin biosynthesis in cotton”的研究論文。我院博士研究生王雅娟為論文第一作者，胡小平教授為論文通訊作者。
大麗輪枝菌是一種典型的土傳維管束病原真菌，寄主范圍廣泛、遺傳變異豐富、土壤中存活時(shí)間長(zhǎng)，且尚無(wú)有效的抗病資源，使得大麗輪枝菌黃萎病的防控面臨巨大挑戰(zhàn)，每年在全球范圍內(nèi)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在病原菌侵染寄主的過(guò)程中，一些分泌的蛋白作為激發(fā)子，能夠誘導(dǎo)植物免疫系統(tǒng)的激活。這些蛋白不僅為開發(fā)新型病害防治策略提供了理論依據(jù)，也為作物抗病性改良提供了重要的分子靶點(diǎn)。然而，關(guān)于大麗輪枝菌激發(fā)子的研究相對(duì)較少。
該研究在大麗輪枝菌中鑒定了一個(gè)分泌蛋白VdSP8（ Verticillium dahliae S8 contained protease 8），不僅被大麗輪枝菌分泌進(jìn)入寄主細(xì)胞內(nèi)，還能誘導(dǎo)寄主葉片細(xì)胞發(fā)生程序性死亡（PCD），引發(fā)ROS迸發(fā)、調(diào)控免疫相關(guān)基因的表達(dá)，從而增強(qiáng)煙草對(duì)灰葡萄孢菌及丁香假單胞菌的抗性。通過(guò)截?cái)嗤蛔冄芯堪l(fā)現(xiàn)，PeptidaseS8結(jié)構(gòu)域是VdSP8誘導(dǎo)植物PCD的關(guān)鍵功能區(qū)域。 VdSP8 敲除后，大麗輪枝菌的產(chǎn)孢能力降低、致病力增加，但對(duì)滲透脅迫的響應(yīng)沒(méi)有顯著變化。此外，研究還證實(shí)了VdSP8與GhBGLU46的互作關(guān)系。沉默 GhBGLU46 導(dǎo)致棉花植株黃萎病癥狀加重，防御相關(guān)基因的表達(dá)量顯著降低，同時(shí)棉花植株細(xì)胞壁中木質(zhì)素的沉積也受到了阻礙。酶活性分析顯示，VdSP8顯著提高了GhBGLU46的β-葡萄糖苷酶活性。進(jìn)一步研究表明，在 GhBGLU46 沉默和未沉默棉花植株中， VdSP8 敲除突變體的致病力沒(méi)有顯著差異，這表明VdSP8依賴于GhBGLU46來(lái)提高棉花植株對(duì)黃萎病的抗性。該研究不僅揭示了VdSP8在植物免疫中的作用機(jī)制，還為開發(fā)新的黃萎病防控策略提供了理論依據(jù)和研究方向。
我院作物病蟲害監(jiān)測(cè)與治理團(tuán)隊(duì)秦君副教授和商文靜副教授，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所陳捷胤研究員，美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校Krishna V. Subbarao教授參與了該研究工作。該研究得到中國(guó)和美國(guó)政府間國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目（2018YFE0112500）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31371888）的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pce.15170
編輯：劉小鳳
審核：郭 軍
