2019-10-05 19:39:20
近日，西北農(nóng)林科技大學植物保護學院植物免疫研究團隊在雙一流期刊、植物科學Top期刊《New Phytologist》（IF=7.299）發(fā)表了題為 “Stripe rust effector Pst18363 targets and stabilizes TaNUDX23 that promotes stripe rust disease”的研究論文，植物保護學院楊倩博士為論文第一作者，郭軍教授和康振生教授為論文通訊作者，相關(guān)工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃項目和高等學校學科創(chuàng)新引智計劃（ 111計劃）的資助。
小麥條銹菌Pst18363靶向并穩(wěn)定小麥防衛(wèi)反應(yīng)的負向調(diào)控子TaNUDX23促進病菌對小麥的侵染效應(yīng)蛋白作為一類重要的毒性因子，主要通過病原菌分泌到寄主體內(nèi)，抑制寄主的防衛(wèi)反應(yīng)，從而引發(fā)寄主植物感病。小麥條銹菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst）作為活體營養(yǎng)專性寄生真菌，毒性變異頻繁，嚴重威脅我國乃至世界的小麥生產(chǎn)。然而，由于缺乏穩(wěn)定轉(zhuǎn)化體系且不能在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，條銹菌效應(yīng)蛋白的功能研究嚴重滯后，導(dǎo)致我們對病菌調(diào)控寄主免疫反應(yīng)的分子機理知之甚少。在銹菌中，被鑒定的第一個效應(yīng)蛋白為蠶豆銹菌（Uromyces fabae）中的Rust Secreted Protein 1 (UfRTP1)，研究表明其能夠在病菌侵染寄主過程中形成微絲骨架結(jié)構(gòu)且具有半胱氨酸蛋白酶抑制劑活性。但關(guān)于其調(diào)控寄生免疫反應(yīng)的機理還未見報道。
西農(nóng)大植物免疫團隊從小麥條銹菌（Pst）中鑒定到一個能夠抑制煙草和小麥細胞壞死的UfRTP1直系同源蛋白Pst18363；通過寄主誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)抑制 Pst18363的表達，發(fā)現(xiàn)Pst的致病性顯著降低；篩選到Pst18363的靶標蛋白-小麥Nudix水解酶23（TaNUDX23），并進一步在體內(nèi)/體外明確它們存在互作；瞬時沉默及過表達分析表明TaNUDX23抑制活性氧（ROS）的積累，為小麥防衛(wèi)反應(yīng)的負調(diào)控因子；煙草共表達試驗發(fā)現(xiàn)Pst18363 能增強TaNUDX23的穩(wěn)定性。
本研究揭示了小麥條銹菌效應(yīng)蛋白Pst18363調(diào)控寄主免疫反應(yīng)的分子機制，即Pst18363 通過靶向并穩(wěn)定小麥防衛(wèi)反應(yīng)的負向調(diào)控子TaNUDX23促進病菌對小麥的侵染，豐富和拓展了對銹菌RTP效應(yīng)蛋白致病機理的認識，為深入揭示條銹菌致病機理提供了理論依據(jù)，進而為開辟持久有效的小麥條銹病防控策略奠定了基礎(chǔ)。
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