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【科研新进展】(33)植物与卵菌互作团队发现疫霉菌Avr3a家族效应蛋白保守靶标

发布日期:2019-10-23  作者:强晓玉 沙影 来源:农学院 阅读次数:

 近日,农学院植物与卵菌互作团队在我校双一流建设期刊New Phytologist(IF = 7.299)上发表了题为“Negative regulators of plant immunity derived from cinnamyl alcohol dehydrogenases are targeted by multiple Phytophthora Avr3a-like effectors”的研究论文(doi: 10.1111/nph.16139)。农学院李婷婷博士为该论文的第一作者,单卫星教授为通讯作者。本研究得到了国家马铃薯产业技术体系、国家自然科学基金,高等学校学科创新引智计划(“111计划”)等项目支持。

  疫霉菌在世界范围内造成广泛的作物损失和森林生态环境的退化。在侵染过程中,疫霉菌通过其分泌的效应蛋白干扰寄主细胞的结构和功能,促进植物感病。RXLR类效应蛋白是疫霉菌中数目最多、分化最大,也是最重要、认知较为深入的一类效应蛋白。Avr3a家族效应蛋白是该类效应蛋白中为数不多的较为保守的蛋白之一,且具有相似的空间折叠结构。该研究发现Avr3a家族效应蛋白通过靶向并稳定一个保守的植物免疫负调控因子肉桂醇脱氢酶CAD7以促进侵染。

  植物CAD家族是催化木质素单体合成的最后一步,而CAD7是该家族中催化活性较低的成员。研究者发现CAD7已经丧失该家族成员固有的催化木质素单体生物合成的功能,在植物免疫中扮演负调控因子的角色,提示CAD7进化出了新的功能。该研究表明CAD7亚家族在植物基因组中,尤其是茄科植物中大量扩张。有趣的是Avr3a家族效应蛋白也在寄主范围广泛的辣椒疫霉菌中大量扩增,提示了Avr3a家族效应蛋白和CAD7在病原菌与植物互作中的重要作用。研究者通过遗传学和分子生物学方法,发现CAD7可抑制植物的PTI防卫反应,如削弱植物胼胝质的沉积、活性氧的迸发以及防卫相关基因的表达。此外,本氏烟瞬时表达体系和拟南芥原生质体系统中的蛋白稳定性分析均显示CAD7能够被Avr3a效应蛋白所稳定,表明效应蛋白通过稳定和利用植物免疫的负调控因子,使得植物更加感病。该研究首次鉴定到疫霉菌Avr3a类效应蛋白的保守靶标CAD7,并揭示了其在植物免疫中的功能,有望为作物抗病新途径的探索提供重要依据。

  原文链接:http://https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/nph.16139