单卫星教授团队解析辣椒疫霉菌通过其致病关键的效应蛋白PcAvr3a12抑制植物免疫的新机制_郑庆伟.pdf

白 叶枯是水稻三大病害之一，严重危害水稻的产量和质量，解析白叶枯的致病分子机制对于保障水稻安全生产具有重要意义 。白叶枯侵染寄主水稻时，利用三型分泌系统分泌转录激活子样和非转录激活子样的效应因子进入水稻细胞，以干扰寄主水稻免疫反应 。当前研究主要集中于转录激活子样效应因子的作用机理，而对于非转录激活子样效应因子的致病机理却知之甚少 。四川农业大学水稻所陈学伟教授团队与中国科学院微生物所张杰教授团队开展合作研究，系统分析了白叶枯16 个非转录激活子样效应因子的功能，并详细解析了其中一个效应因子XopK 调控致病性的重要作用和分子机理 。研究成果已于 6 月 27 日在线发表在国际知名学术期刊 New Phytolo-gist ，论文题目为 “TheXanthomonasef-fector XopK harbours E3 ubiqui-tin-ligase activity that is required forvirulence ”。该研究发现，非转录激活子样效应因子 XopK 具有 E3 连接酶活性，它可泛素化修饰水稻重要免疫受体激酶蛋白 OsSERK2 ，介导 OsSERK2 的降解，削弱丝裂原活化蛋白激酶信号通路介导的免疫反应，从而降低水稻的抗病性，以利于白叶枯侵染 。本研究从病原菌与寄主互作的角度，解析了病原菌分泌 XopK 效应因子来操控 OsSERK2 介导的寄主免疫反应的分子致病机制，不仅拓展了对白叶枯致病机理的认识，而且为深入理解水稻抗病机理和开发白叶枯防治手段奠定了重要基础 。 （郑庆伟 ）笔者从西北农林科技大学获悉，近日，该校农学院单卫星教授课题组在ESI 前十期刊 Molecular Plant 上面在线发表研究论文，系统揭示了辣椒疫霉菌通过其 PcAvr3a12 效应蛋白靶向并抑制植物内质网定位的脯氨酰顺反异构酶 PPIase 的活性 、抑制内质网介导的免疫反应侵染植物 。研究人员利用前期建立的辣椒疫霉菌 -拟南芥亲和互作模式卵菌病害体系，研究发现辣椒疫霉菌 RXLR 效应蛋白基因 PcAvr3a12 是辣椒疫霉菌重要的毒性因子 。通过酵母双杂交技术鉴定获得 PcAvr3a12 的寄主靶标脯氨酰顺反异构酶（ PPIase ） FKBP15 -2 ，并通过免疫共沉淀（ Co -IP ）技术和双分子荧光互补（ BiFC ）技术确认其特异性互作 。共聚焦显微镜亚细胞定位分析表明，FKBP15 -2 与 PcAvr3a12 共定位于内质网，且共同富集在病菌吸器周围 。实 时 荧 光 定 量 PCR 分 析 显 示FKBP15 -2 在疫霉菌侵染植物早期上调表达 。对 fkbp15 -2 突变体 、FKBP15 -2基因沉默以及过表达转基因植株的分析结果显示， FKBP15 -2 基因沉默后，拟南芥对辣椒疫霉菌更敏感，说明该基因正向调控植物对疫霉菌的抗性 。基于以上结果，该研究发现了内质网应激介导的植物免疫反应的新组分FKBP15 -2 ，解析了辣椒疫霉菌通过其致病关键的效应蛋白 PcAvr3a12 抑制植物免疫的新机制，即 PcAvr3a12 通过靶向和抑制植物 FKBP15 -2 ，抑制内质网应激介导的植物免疫，促进病菌对寄主植物的侵染 。 （郑庆伟 ）中国农业科学院植保所经济作物虫害监测与控制团队阐明了我国棉花害虫种群地位演替机制，相关研究成果在线发表在国际著名学术期刊 国家科学院院刊（ PNAS ） 上 。该研究基于 19912015 年我国黄河和长江流域棉区 51 个植棉县的历史监测数据，系统分析了土地利用 、Bt 棉花种植 、气候条件等因素对棉铃虫 、盲蝽 、棉蚜三类主要棉花害虫发生危害的影响效应 。结果表明： Bt 棉花对棉田害虫发生与防治产生了深远的影响 。Bt 棉花的种植控制了棉铃虫种群发生，使用于棉铃虫防治的杀虫剂使用量大幅下降，进而导致自然天敌对蚜虫的种群控制作用明显增强 。农田景观因素对害虫发生的影响因害虫种类而异 。棉蚜和盲蝽的发生程度随着土地利用多样性的增加而减轻，但棉铃虫的发生程度和土地利用多样性之间的相关性不明显 。在棉铃虫发生较轻时使用化学农药，易加剧该地区棉铃虫的发生与灾变 。该研究明确指出 Bt 植物抗虫性是一种有效的害虫综合治理手段，同时强调 Bt 植物种植与土地利用 、气候变化对农作物害虫发生影响的重要性和复杂性 。该研究对于全面认识我国棉花害虫灾变机制 、不断创新棉花害虫防控对策有着重要的科学理论意义和实践指导价值 。 （郑庆伟 ）6 月 23 日，浙江大学生物所赤霉病防控研究团队在国际知名期刊 NewPhytologist 上发表研究论文，揭示了赤霉病菌中 ATP 结合蛋白在病菌致病和生长中的新机制 。近年来，由禾谷镰孢菌复合种引起的赤霉病已经成为威胁我国小麦安全生产最重要的病害，病菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（ DON ，也称呕吐毒素）也严重危害人畜健康，严重影响农产品质量安全 。为此，深入理解病菌的致病机理和毒素合成机制对病害防控有重要的理论和现实意义 。生物所赤霉病防控研究团队综合运用遗传学 、生物化学等技术手段，发现赤霉病菌的 62 个 ABC浙江大学生物所赤霉病防控研究团队发现 ATP 结合蛋白在病菌致病中的新作用陈学伟团队发表论文解析水稻白叶枯效应因子的重要致病机制单卫星教授团队解析辣椒疫霉菌通过其致病关键的 效 应 蛋 白 PcAvr3a12抑制植物免疫的新机制中国农科院植保所经济作物虫害监测与控制团队阐明棉花害虫种群地位演替机制42Technology & Product科技 / 科技与产品