植物大戰(zhàn)病原菌，誰(shuí)來(lái)吹響“集結(jié)號(hào)”？南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物疫病團(tuán)隊(duì)的最新研究發(fā)現(xiàn)了這個(gè)起到關(guān)鍵防御作用的“一級(jí)哨兵”——RXEG1。2月9日，該團(tuán)隊(duì)在《自然—通訊》（Nature Communications）上發(fā)表研究長(zhǎng)文，指出RXEG1是植物識(shí)別疫病菌的關(guān)鍵因子，同時(shí)揭示了植物識(shí)別病原菌侵染、激活自身免疫的新機(jī)制。
一年前，該團(tuán)隊(duì)就在美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表研究長(zhǎng)文指出，疫病菌攻擊植物時(shí)，會(huì)使出一招瞞天過(guò)海的“誘餌模式”（DECOY），即：疫霉菌在侵染植物早期，通過(guò)分泌糖基水解酶XEG1來(lái)攻擊植物細(xì)胞壁，植物通過(guò)抑制蛋白GIP1對(duì)XEG1的防衛(wèi)過(guò)程中，疫病菌又進(jìn)化出XEG1的酶活喪失突變體XLP1，作為“分子誘餌”來(lái)競(jìng)爭(zhēng)性干擾GIP1，掩護(hù)XEG1對(duì)植物的攻擊。如今，圍繞植物大戰(zhàn)病原菌的科研故事又有了新的“續(xù)集”，該團(tuán)隊(duì)成功揭示了植物如何識(shí)別XEG1，并激活自身免疫反應(yīng)的機(jī)制。
該研究通過(guò)系統(tǒng)分析煙草基因組中400多個(gè)編碼細(xì)胞膜富含亮氨酸重復(fù)（LRR）類受體，建立了一套基于病毒誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)的植物L(fēng)RR類受體功能的高通量分析體系，成功鑒定到植物中識(shí)別疫病菌模式分子X(jué)EG1的受體蛋白R(shí)XEG1。隨后發(fā)現(xiàn)，RXEG1是植物識(shí)別XEG1后產(chǎn)生細(xì)胞壞死及防衛(wèi)反應(yīng)的關(guān)鍵因子，激活RXEG1能夠顯著提高植物對(duì)疫病菌抗病性。
高通量免疫受體篩選體系
論文第一作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院青年教師王燕博士給記者打了個(gè)比喻，RXEG1就像戰(zhàn)役中的“前哨”，它被激活后，會(huì)第一時(shí)間吹響植物大戰(zhàn)疫病菌的防御“集結(jié)號(hào)”，立即激發(fā)作物的抗病信號(hào)，全面啟動(dòng)作物對(duì)抗疫病菌的應(yīng)急機(jī)制。
王燕告訴記者，RXEG1能夠識(shí)別不同疫霉菌和真菌分泌的致病因子X(jué)EG1家族蛋白，表明這個(gè)“哨兵”具有很強(qiáng)的“適用性”，即作為一個(gè)免疫受體能夠調(diào)節(jié)植物對(duì)不同病原菌的廣譜抗性。
論文通訊作者、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院教授王源超告訴記者，該研究建立了一套作物免疫受體的高效精準(zhǔn)定位體系，解決了科學(xué)家們過(guò)去“大海撈針”的技術(shù)障礙，有助于在不同作物中快速鑒定出關(guān)鍵免疫受體，加快對(duì)作物抗病資源的挖掘與利用，從而減少農(nóng)藥使用，有效提高農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物疫病團(tuán)隊(duì)董莎萌教授、葉文武副教授以及來(lái)自美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)Brett Tyler教授等也參與了本研究。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、公益性行業(yè)科研專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。
XEG1作用模式圖
據(jù)悉，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物疫病研究團(tuán)隊(duì)以發(fā)展作物疫病高效防控策略與技術(shù)為目標(biāo)，長(zhǎng)期聚焦于重要農(nóng)作物疫病菌的致病與變異機(jī)制，在不同層次探索農(nóng)作物抗病機(jī)制的形成過(guò)程與調(diào)控規(guī)律, 取得了一系列重要進(jìn)展，相關(guān)成果在Science、Current Biology、Nature Communications、Plant Cell、PLoS Pathogens等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表研究論文140余篇，被國(guó)際同行引用超過(guò)3000次，其揭示的病原菌致病新機(jī)制“誘餌模式”入選2017年度中國(guó)高校十大科技進(jìn)展。（李晨 許天穎 葉文武）
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