近日，植物保護(hù)學(xué)院植物免疫研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Plant Cell & Environment上發(fā)表了題為“Glycine-serine-rich effector PstGSRE4 in Puccinia striiformis f. sp. tritici targets and stabilizes TaGAPDH2 that promotes stripe rust disease”的研究論文，報(bào)道了小麥條銹菌富含甘氨酸/絲氨酸效應(yīng)子PstGSRE4劫持感病因子TaGAPDH2 以調(diào)控植物免疫的新機(jī)制。

 

　　由條形柄銹菌小麥專(zhuān)化型（Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst）引起的小麥條銹病是我國(guó)小麥種植區(qū)的一種毀滅性病害。作為一種活體營(yíng)養(yǎng)型寄生真菌，條銹菌通過(guò)吸器分泌效應(yīng)子抑制寄主防衛(wèi)反應(yīng)，從而促進(jìn)病原菌的侵染。因此，揭示效應(yīng)子的功能及其免疫調(diào)控機(jī)制，有助于深入解析病菌致病機(jī)理，并為創(chuàng)制持久抗條銹病材料提供理論依據(jù)。

 

　　前期研究發(fā)現(xiàn)PstGSRE4通過(guò)抑制銅鋅超氧化物歧化酶TaCZSOD2的酶活進(jìn)而減少病菌侵染誘導(dǎo)的H2O2積累促進(jìn)自身侵染（Liu, et al. PLoS Pathogens, 202218(7): e1010702）。本研究借助免疫共沉淀-質(zhì)譜（IP-MS）技術(shù)，篩選獲得效應(yīng)子PstGSRE4的新靶標(biāo)甘油醛-3-磷酸脫氫酶TaGAPDH2，并利用蛋白互作技術(shù)證實(shí)兩者存在互作關(guān)系。沉默TaGAPDH2后小麥對(duì)條銹菌的抗性增強(qiáng)，而過(guò)表達(dá)TaGAPDH2能夠顯著提高條銹菌致病力，表明TaGAPDH2為小麥感條銹病因子。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)TaGAPDH2能夠阻止活性氧（ROS）積累進(jìn)而抑制細(xì)胞壞死，而效應(yīng)子PstGSRE4能夠增強(qiáng)TaGAPDH2的穩(wěn)定性從而促進(jìn)病原菌侵染（圖）。

 

　　條銹菌效應(yīng)子PstGSRE4靶向穩(wěn)定TaGAPDH2調(diào)控植物免疫模式圖本研究明確了條銹菌效應(yīng)子PstGSRE4通過(guò)靶向并穩(wěn)定小麥感病因子TaGAPDH2促進(jìn)病菌對(duì)小麥的侵染，豐富和加深了我們對(duì)活體營(yíng)養(yǎng)寄生真菌致病機(jī)制及TaGAPDH2在植物免疫中功能的理解，推動(dòng)了小麥抗銹病的種質(zhì)創(chuàng)新，為植物銹病的持久綠色防控提供了理論依據(jù)。

 

　　植物保護(hù)學(xué)院郭軍教授及郭嘉副教授為該論文的通訊作者，博士研究生劉聰和王炎峰為論文的共同第一作者。作物抗逆與高效生產(chǎn)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為文章完成提供了技術(shù)支持。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFD1401000），國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32172381和31972224），陜西省創(chuàng)新能力支撐計(jì)劃資助（2023-CX-TD-56），陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021ZDLNY01-01）和教育部111項(xiàng)目（B0719026）資助。

 

　　原文鏈接：http://doi.org/10.1111/pce.14786