近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院張正光課題組在New Phytologist發(fā)表題為“Auxilin-like protein MoSwa2 promotes effector secretion and virulence as a clathrin uncoating factor in the rice blast fungus Magnaporthe oryzae”的研究論文。報(bào)道了稻瘟病菌輔助因子MoSwa2調(diào)控COPII囊泡的解聚，介導(dǎo)效應(yīng)子的外泌，進(jìn)而抑制寄主活性氧的迸發(fā)，促進(jìn)稻瘟病菌在水稻中的成功定殖。該研究揭示了囊泡運(yùn)輸調(diào)控效應(yīng)子胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制。

 

　　稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是水稻上的毀滅性病害，威脅著全球水稻產(chǎn)量和糧食安全。在稻瘟病菌與水稻互作過程中，病菌分泌大量的胞外效應(yīng)子抑制水稻的免疫。盡管已知稻瘟病菌效應(yīng)分子主要通過BIC （Biotrophic Interfacial Complex）和EIHM （Extra-Invasive Hyphal Membrane）結(jié)構(gòu)分泌出菌體，但是其在胞內(nèi)如何轉(zhuǎn)運(yùn)至BIC 和EIHM 的機(jī)制仍不十分清楚。已有研究發(fā)現(xiàn)稻瘟病菌SNARE 蛋白MoSyn8參與囊泡的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)分子的分泌，但不參與質(zhì)外體效應(yīng)分子的分泌（Qi et al., 2016）；而胞吞相關(guān)蛋白MoEnd3調(diào)控不同胞質(zhì)效應(yīng)子的分泌（Li et al., 2017），表明效應(yīng)子胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程是精密而復(fù)雜的。COPII囊泡作為外泌過程中的重要運(yùn)輸工具，主要負(fù)責(zé)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成蛋白向不同細(xì)胞器或者胞外空間的運(yùn)輸，其動(dòng)態(tài)平衡維持著細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的正常轉(zhuǎn)運(yùn)。然而，稻瘟病菌COPII囊泡是否調(diào)控效應(yīng)子的分泌還不清楚。

 

　　原來，細(xì)胞內(nèi)的囊泡運(yùn)輸過程，正如兩軍交火時(shí)的軍事運(yùn)輸系統(tǒng)一樣，各種具有動(dòng)力的不同運(yùn)輸工具（COPII、COPI和CCV囊泡）裝載著所運(yùn)輸?shù)奶禺愋载浳铮茨遗萆系呢浳锓肿樱谳o助因子的精細(xì)交通管制下，按照指定的行駛路線抵達(dá)目的地后，完成貨物的裝卸。該研究發(fā)現(xiàn)，輔助因子MoSwa2和MoSec24是一對(duì)“狼狽為奸”的“搭檔”，在它們的密切合作下，運(yùn)輸攻擊寄主的“武器”效應(yīng)子的能力會(huì)大幅度提高，從而對(duì)寄主進(jìn)行毀滅性攻擊：輔助因子MoSwa2與COPII囊泡組分MoSec24互作，有效調(diào)控COPII囊泡的解聚，避免囊泡的聚集，導(dǎo)致“交通擁堵”的現(xiàn)象。MoSWA2基因的敲除導(dǎo)致胞內(nèi)囊泡的大量聚集，效應(yīng)子外泌受阻，從而無法抑制寄主的免疫反應(yīng)，致使侵染菌絲的擴(kuò)展受抑制，這與MoSEC24基因的敲除表型一致。進(jìn)一步質(zhì)譜分析胞外蛋白發(fā)現(xiàn)，MoSwa2調(diào)控大量氧化還原酶類效應(yīng)子的外泌，并從中鑒定到一個(gè)具有FAD氧化酶活性的質(zhì)外體毒性效應(yīng)子MoSef1。

 

　　此項(xiàng)研究率先在稻瘟病菌中揭示囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控效應(yīng)子外泌，抑制寄主免疫的分子機(jī)制，研究結(jié)果不僅有助于認(rèn)識(shí)病原菌的致病機(jī)理，同時(shí)對(duì)解析稻瘟病菌與水稻互作的分子機(jī)理具有重要參考價(jià)值。

　　稻瘟病菌輔助因子MoSwa2調(diào)控囊泡解聚促進(jìn)效應(yīng)子分泌模式圖

 

　　南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院劉木星副研究員為第一作者，張正光教授為通訊作者。該校鄭小波教授和張海峰教授參與了該研究。美國路易斯安娜州立大學(xué)的Ping Wang教授提供了指導(dǎo)。該研究得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.17181