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微生物所张杰和郭惠珊课题组合作发现植物病原真菌致病新机制
2018-05-22 | 作者: | 【 】 【打印】【关闭

  大丽轮枝菌是一种感染植物根部的土传性病原真菌,侵染包括棉花在内的多种双子叶植物,在新疆等农业种植区引起严重的农作物病害,是农作物生产和社会经济稳定的重大隐患。分离大丽轮枝菌的关键致病因子并解析其致病机理,将为发展创新的作物抗病技术提供重要候选基因。该研究方向也是植物基因组学国家重点实验室(微生物所)的主攻领域之一。 

  病原菌分泌的效应蛋白在克服植物免疫反应、帮助病菌定殖寄主的过程中发挥重要作用。为了分析大丽轮枝菌效应蛋白的致病功能,前期张杰青年课题组和郭惠珊课题组合作,构建了高效精准的大丽轮枝菌基因敲除系统(Wang et al., 2016Phytopathology)。在此基础上,对大丽轮枝菌基因组编码的数百个分泌效应蛋白开展规模化的突变分析,从中分离了一个大丽轮枝菌的关键致病因子VdSCP41。研究发现VdSCP41从真菌分泌后转运到植物细胞核内,直接靶向植物的重要免疫调控因子CBP60gSARD1,干扰其转录因子活性从而抑制植物免疫相关基因的诱导,帮助大丽轮枝菌侵染植物 (图AB)。此外,还发现了CBP60g-C端蛋白的显性抑制活性,以及VdSCP41诱导CBP60g在植物细胞核的积累,表明病原菌改造植物免疫靶标为诱饵蛋白从而干扰植物免疫的致病新策略。该研究分离了大丽轮枝菌的关键致病因子VdSCP41,阐明了其操控植物免疫的机理和在大丽轮枝菌致病过程中的功能。目前研究团队正在对其它重要效应蛋白的致病功能进行深入解析。 

  该成果于2018515日在线发表于重要期刊eLIFEhttps://elifesciences.org/articles/34902。张杰青年研究组的助理研究员秦君博士为论文第一作者,张杰副研究员和郭惠珊研究员是论文的共同通讯作者。此项研究得到了中国科学院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金以及中科院青年创新促进会的资助。 

图A:大丽轮枝菌侵染过程中通过植物转录因子CBP60g诱导免疫相关基因表达和防卫反应。 
图B:大丽轮枝菌效应蛋白VdSCP41转运到植物细胞核,直接靶向CBP60g,干扰其转录因子活性从而抑制植物免疫。

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