NewPhytologist南京农
稻瘟病菌(Magnaportheoryzae)有“水稻癌症”之称,其引起的水稻稻瘟病是粮食生产中最具毁灭性的真菌病害,威胁着我国乃至全世界粮食安全。在稻瘟病菌与水稻互作的军备竞赛过程中,病菌分泌大量的胞外效应子抑制水稻免疫。效应子根据分泌方式的不同分为细胞质效应子和质外体效应子,且主要通过BIC(BiotrophicInterfacialComplex)和EIHM(Extra-InvasiveHyphalMembrane)结构分泌出菌体。最近一项研究表明,稻瘟病菌核效应子可通过转录重编程调节宿主免疫。其他研究发现,稻瘟病菌也能通过损害基于激素的防御信号通路来抑制宿主免疫。尽管如此,稻瘟病菌效应子破坏水稻免疫的其他机制仍有待探索。 年4月22日,NewPhytologist在线发表了南京农业大学植物保护学院张正光教授团队题为“MoIug4isanovelsecretedeffectorpromotingriceblastbycounteractinghostOsAHL1-regulatedethylenegenetranscription”的研究论文。该研究发现报道了一种新的稻瘟病菌细胞质效应子MoIug4,它作为转录抑制因子来干扰乙烯信号途径介导的宿主免疫。 之前研究从稻瘟病菌中预测出个候选效应子,包括在抑制激素介导的防御反应和病菌致病力中发挥重要作用的MoIug6和MoIug9。本研究以包含N端分泌信号和C端锌指结构域的新型效应子MoIug4为目标,发现其突变菌株致病力明显降低(图1)。MoIug4通过BIC分泌,并可以转移至水稻细胞内。ChIP和EMSA分析结果显示,MoIug4能够直接与OsEIN2基因启动子结合并有效抑制其表达。OsEIN2是乙烯(ET)防御信号通路中的核心调控因子。 图1.MoIug4是影响稻瘟病菌致病力的细胞质效应子为进一步解析MoIug4在ET信号通路中的调控机制,通过酵母双杂筛选稻瘟病菌侵染的水稻cDNA文库,结合实验验证发现MoIug4与AT-hookDNA结合蛋白OsAHL1互作。基因敲除和过表达研究表明,OsAHL1正调控水稻对稻瘟病菌侵染的免疫反应。OsAHL1作为转录激活因子同样与OsEIN2启动子区域结合,但其结合亲和力明显弱于MoIug4。因此,MoIUG4的过表达导致了与OsEIN2启动子的竞争性结合,从而抑制OsAHL1介导的转录以及ET信号通路介导的宿主免疫。上述结果揭示了一种反防御策略,病原菌效应子通过干扰宿主转录激活因子的功能来抑制防御基因的激活。图2.MoIug4和OsAHL1在稻瘟病菌与水稻互作过程中的工作示意图。在病菌侵染过程中通过BIC分泌的细胞质效应子MoIug4被转移到水稻细胞内。MoIug4与AT-hook蛋白OsAHL1互作,该蛋白正调控乙烯信号通路核心组分OsEIN2转录,从而增强对真菌的抗性。一旦MoIug4转移到水稻细胞,便以高于OsAHL1的亲和力与OsEIN2启动子竞争性结合并抑制其表达,进而抑制OsEIN2介导的免疫。(黑色虚线指示核膜) 南京农业大学植保学院刘昕宇副研究员为该论文第一作者,张正光教授为通讯作者。本院郑小波教授、张海峰教授、刘木星副研究员与美国路易斯安娜州立大学PingWang教授、德国亚琛工业大学植物生理学系UlrichSchaffrath教授等也参与了该项工作。相关研究得到了中德(NSFC-DFG)合作研究项目()、江苏省自然科学基金青年基金项目(BK)、国家自然科学基金()和美国国立卫生研究院(AI和AI至PingWang)的资助。 原文链接: |
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