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微生物所發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌核定位效應(yīng)分子跨界調(diào)節(jié)植物免疫抗性

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微生物所發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌核定位效應(yīng)分子跨界調(diào)節(jié)植物免疫抗性

摘要: 　　大麗輪枝菌是一種具有廣泛寄主的土傳植物病原真菌，在世界范圍內(nèi)引起嚴重的黃萎病害，每年對我國棉花生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟損失。與絕大多數(shù)病原微生物一樣，該真菌依賴于其分泌的效應(yīng)分子（effector，或效應(yīng)蛋白） ...

　　大麗輪枝菌是一種具有廣泛寄主的土傳植物病原真菌，在世界范圍內(nèi)引起嚴重的黃萎病害，每年對我國棉花生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟損失。與絕大多數(shù)病原微生物一樣，該真菌依賴于其分泌的效應(yīng)分子（effector，或效應(yīng)蛋白）克服植物先天免疫，從而定殖寄主。而抗性植物往往能夠識別效應(yīng)分子、激活更加強烈的植物免疫（effector-triggered immunity，或ETI），抑制病原菌的成功定殖。目前大麗輪枝菌中已發(fā)現(xiàn)能夠被植物識別、引起ETI的效應(yīng)分子極少，并且尚未發(fā)現(xiàn)能夠直接進入植物細胞核調(diào)控免疫反應(yīng)的效應(yīng)因子。
　　中國科學院微生物學習所學習員郭惠珊課題組近年來致力于大麗輪枝菌致病機理以及作物對黃萎病抗性機制的學習。在對大麗輪枝菌小分子外泌蛋白的學習中，發(fā)現(xiàn)一種作用機制比較特殊的效應(yīng)分子VdSCP7，可以通過從植物質(zhì)外體到細胞核之間的轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)植物免疫；使得植物對病原真菌、卵菌等病原物產(chǎn)生不同抗、感性變化。
　　VdSCP7在大麗輪枝菌外泌蛋白質(zhì)組中被發(fā)現(xiàn)，是輪枝菌屬特異的外泌蛋白。學習發(fā)現(xiàn)，VdSCP7編碼核定位信號，能夠從病原菌分泌出來跨界進入植物細胞并定位到細胞核（圖A）；VdSCP7的植物核定位決定了免疫反應(yīng)的產(chǎn)生；這種植物免疫使得植物獲得對病原真菌（如葡萄灰霉菌）的抗性，然而卻使病原卵菌（如辣椒疫霉）對植物的侵染加快；值得注意的是，VdSCP7的基因敲除突變體在棉花寄主上的致病力顯著增強（圖B），說明棉花寄主中可能具有潛在的抗性基因識別VdSCP7、激活植物免疫（圖C）。VdSCP7 是首個在輪枝菌中被發(fā)現(xiàn)的核定位效應(yīng)分子。
　　這項成果是郭惠珊學習組繼近期發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌的侵染結(jié)構(gòu)（即附著枝）依賴的活性氧-鈣離子信號通路調(diào)控侵染釘?shù)男纬珊腿肭謾C制（Zhao et al.， 2016 PLoS Pathogens）、侵染釘衍生和植物細胞壁緊密接觸形成Septin骨架環(huán)的效應(yīng)蛋白分泌界面（Zhou et al.， PLoS Pathogens）之后，在大麗輪枝菌效應(yīng)蛋白分泌和跨界功能學習中取得的重要進展。
　　該項學習成果發(fā)表在國際學術(shù)期刊新植物學家（New Phytologist）上。張麗莎和倪浩為論文的并列第一作者，郭惠珊和華辰雷為通訊作者。學習得到了中科院戰(zhàn)略性先導專項（B類）、國家自然科學基金（青年）和國家留學基金委（訪問學者）的資助。
　　文章鏈接

　　圖A，VdSCP7-GFP從病原菌分泌出來跨界進入植物細胞并定位到細胞核。圖B，VdSCP7基因敲除突變體（∆vdscp7-1）增強了對棉花寄主的致病性；圖C，VdSCP7調(diào)控植物免疫假說示意圖。微生物所發(fā)現(xiàn)大麗輪枝菌核定位效應(yīng)分子跨界調(diào)節(jié)植物免疫抗性  |  責任編輯：蟲子
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