New Phytologist | 中国农大揭示根结线虫调控植物代谢促进寄生的新机制

近日，中国农业大学线虫实验室简恒/刘倩团队与法国国家农业食品与环境研究院索菲亚农业生物技术研究所（INRAE-ISA）Pierre ABAD教授团队合作在New Phytologist上在线发表了题为“Meloidogyne enterolobii MeMSP1 effector targets the glutathione-S-transferase phi GSTF family in Arabidopsis to manipulate host metabolism and promote nematode parasitism”的研究论文，揭示了象耳豆根结线虫效应子促进寄生的新分子机制。

根结线虫(Meloidogyne spp.) 能寄生5500多种植物，是严重危害农作物生产的重要病原线虫之一，每年给全球农业生产造成的损失多达700亿美元。象耳豆根结线虫（Meloidogyne enterolobii）于1983年在我国海南儋州首次被报道，它可以克服多种作物的抗性，近年来在我国快速扩散蔓延，成为我国蔬菜等经济作物的一种新威胁，急需建立新的防控体系。

该研究从象耳豆根结线虫转录组数据中筛选并克隆了效应子基因MeMSP1。研究发现该效应子的N端含有用于分泌的信号肽，免疫定位研究表明MeMSP1在线虫背食道腺中合成，在寄生期被分泌到寄主细胞中；通过寄主介导的RNAi干扰线虫MeMSP1的表达显著降低了线虫的寄生能力，而异源表达该效应子的拟南芥株系对根结线虫则更敏感，表明MeMSP1在象耳豆根结线虫的寄生过程中发挥重要作用。

进一步研究发现MeMSP1的靶标是植物特有的一类谷胱甘肽转移酶（AtGSTFs），AtGSTF9的N端对二者的互作至关重要，且AtGSTF9参与了植物对根结线虫的抗性；转录组及代谢组分析MeMSP1的异位表达拟南芥表明，MeMSP1的表达影响拟南芥的代谢，导致有利于线虫寄生的物质如谷胱甘肽的上调积累，而不利于线虫寄生的代谢物如布丁（Butin）下调积累。

该研究表征了象耳豆根结线虫效应子MeMSP1通过与拟南芥的GSTFs蛋白互作调节寄主代谢，从而帮助线虫的寄生。研究结果为进一步解析根结线虫的致病机理奠定了重要基础。

中国农业大学为论文的第一完成单位，博士后陈永攀为论文第一作者，中国农业大学简恒教授和INRAE-ISA的Bruno Favery教授为共同通讯作者。中国农业大学刘倩副教授、王向峰教授，中国农业科学研究院蔬菜花卉研究所的赵建龙研究员，广西大学的杨姗姗副教授，INRA-ISA的Pierre Abad和Michaël Quentin研究员也参与了该研究。该研究得到国家自然科学基金（No. 31772138）、三亚崖州湾科技城（SYND-2021-11）、国家重点研发计划（No. 2017YFD0200601）和国家留学基金委的支持。

中国农业大学线虫实验室近年来在植物寄生线虫效应子的功能研究方面取得了一系列进展，先后在《New Phytologist》(2020)、《Journal of Experimental Botany》(2019)、《Frontiers in Plant Sciences》（2019）等国际知名刊物发表了相关研究结果。

原文链接：

http://doi.org/10.1111/nph.19298

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