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“道高一尺,魔高一丈”王源超團隊發現疫霉菌攻擊大豆胞外免疫的新機制

信息來源: 發布日期: 2019-01-30 瀏覽次數:

 

 

在病原菌侵染植物的早期,質外體是病原菌進入植物細胞的“必經之地”京彩彩票平台注册,也是植物與病原菌戰斗的最“前線”。植物分泌的防衛蛋白會與病原菌分泌的效應蛋白“正面交鋒”,發生一系列蛋白互作來“相互制衡”。在植物與病原菌之間的協同進化過程中,植物與病原菌會不斷進化出新的“武器”來“投入戰斗”。

近日,南京農業大學作物疫病團隊與中國科學院上海植物逆境生物學研究中心邢維滿課題組合作在著名學術期刊Molecular Plant上發表題為“Phytophthora sojae effector PsAvh240 inhibits a host aspartic protease secretion to promote infection 的研究論文,該研究鑒定到一個植物胞外免疫的新成員京彩彩票平台注册,并進一步揭示了大豆疫霉菌干擾植物胞外免疫的新機制(Molecular plant, 2019)。

通過解析大豆疫霉菌致病因子PsAvh240的晶體結構京彩彩票平台注册,結合生物化學、分子生物學、細胞生物學等實驗方法,揭示了PsAvh240以二聚體的形式定位在植物細胞膜上發揮毒性功能的分子機制。隨后通過質譜分析鑒定到PsAvh240的互作蛋白是來自大豆的天冬氨酸蛋白酶GmAP1京彩彩票平台注册,并證明PsAvh240通過與GmAP1的互作來阻止GmAP1外泌到質外體發揮抗病功能京彩彩票平台注册。這項研究首次發現了植物天冬氨酸蛋白酶參與質外體免疫來抵御疫霉菌侵染,并且揭示了疫霉菌破壞植物質外體免疫的新策略京彩彩票平台注册,即疫霉菌可以向“敵后”—-植物細胞內分泌效應子來抑制植物天冬氨酸蛋白酶的外泌,拓寬了對植物與病原菌互作的認識京彩彩票平台注册。該研究還發現大豆天冬氨酸蛋白酶對不同疫霉菌均表現出抗病效果,為改良作物廣譜抗性提供新的基因資源。

 

大豆疫霉效應子PsAvh240的晶體結構(dimer

 

     大豆疫霉菌效應子PsAvh240作用機制模式圖

 

 

大豆疫霉引起的疫霉根腐病是大豆生產上的主要病害之一,在全球范圍內分布廣京彩彩票平台注册、危害重。南京農業大學作物疫病研究團隊長期聚焦于大豆與疫霉菌的分子互作京彩彩票平台注册,以病原菌的致病因子---效應子為分子探針(Plant Cell, 2011),就植物在胞內和胞外對病菌免疫的分子機制進行了系統的研究,為改良作物的廣譜抗病性提供了系列具有自主知識產權的重要基因資源(Current opinion in Microbiology, 2018)。在胞外免疫的研究中京彩彩票平台注册,該團隊此前發現疫霉菌在侵染早期可以分泌糖基水解酶XEG1攻擊大豆細胞壁(Plant Cell, 2015),為應對寄主蛋白酶抑制子GIP1的作用,病原菌又進化出XEG1酶活缺失突變體XLP1,以“誘餌模式”協同攻擊植物的免疫系統(Science, 2017);而植物又可以利用膜上免疫受體RXEG1識別并抵抗XEG1的攻擊(Nature Communications,2018)。此次發現的疫霉菌效應子Avh240對大豆胞外免疫蛋白酶GmAP1的攻擊方式京彩彩票平台注册,將病原菌與植物的“軍備競賽”上升到了一個新的層次京彩彩票平台注册,揭示了病原菌與植物互作關系的復雜性。

本研究論文第一署名單位為南京農業大學京彩彩票平台注册,該校在讀博士生郭寶佃和王浩南為共同第一作者,王源超教授和中國科學院上海植物逆境生物學研究中心邢維滿研究員為共同通訊作者,南京農業大學的董莎萌教授京彩彩票平台注册京彩彩票平台注册、葉文武副教授、王燕副教授和中國科學院上海應用物理所的郁峰副研究員等也參與了該研究京彩彩票平台注册。該研究得到了國家自然科學基金委創新群體京彩彩票平台注册、國家自然科學基金重點項目、國家現代農業產業技術體系、國家重點研發計劃、青年千人計劃以及中國科學院等項目的資助。

 

 

 

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