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植物免疫研究团队揭示了锈菌特异效应子PstSIE1抑制植物免疫反应新机理

来源：花匠小妙招时间：2024-11-04 05:31

发布日期：2022-11-08　作者：刘小凤　阅读次数：292

10月29日，我院植物免疫研究团队在国际著名学术期刊《The Plant Journal》上在线发表了题为“A stripe rust fungal effector PstSIE1 targets TaSGT1 to facilitate pathogen infection”的研究论文。该研究鉴定到一个与小麦TaSGT1互作的条锈菌特异效应子PstSIE1（SGT1-Interacting Effector 1），阐明了PstSIE1能够干扰TaSGT1-TaRAR1复合物的形成，抑制小麦免疫以促进病菌侵染。我院郭军教授为论文的通讯作者，博士研究生王韵茜、刘聪为论文的共同第一作者。

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小麦条锈菌（ Puccinia striiformis f. sp. triici , Pst ）是严格专性寄生真菌，其引起的小麦条锈病严重危害小麦生长，威胁我国粮食安全。植物在感知病原菌侵染时，免疫系统会及时而高效地工作。SGT1作为植物防御信号中重要的免疫因子，不仅参与植物广谱抗性和许多抗病基因（ R 基因）介导的抗病反应，而且通过与RAR1互作实现分子伴侣功能。因此，鉴定获得靶向小麦重要免疫调节因子TaSGT1的条锈菌效应子，明确病菌效应子调控植物免疫机理，将为开发新的条锈病防控策略具有重要意义。

在小麦与条锈菌互作中， TaSGT1 被显著诱导表达。瞬时沉默 TaSGT1 并接种条锈菌后发现，沉默植株中过氧化氢（H2O2）积累显著减少，病菌菌丝面积增大，表明TaSGT1为一个小麦免疫正向调控因子。通过筛选酵母双杂交文库筛选，利用蛋白互作技术，鉴定到与TaSGT1互作的锈菌特异效应子PstSIE1。进一步创制 PstSIE1 -RNAi稳定沉默株系接菌后发现，病菌侵染诱导的H2O2积累显著上调，防御相关基因 TaPR1 、 TaPR2 、 TaWRKY53 和 TaXa21 的表达水平显著升高，而 PstSIE1 过表达株系接菌后与沉默植株表现相反的趋势，表明 PstSIE1是一个条锈菌重要致病因子。

SGT1通过其CS结构域与RAR1互作形成蛋白复合体，单独沉默和共沉默实验发现TaSGT1和TaRAR1可能组成复合体发挥抗病功能。进一步研究发现，PstSIE1能够在体内和体外与TaRAR1竞争性结合TaSGT1，推测PstSIE1通过靶向TaSGT1并干扰TaSGT1-TaRAR1复合物的形成以抑制寄主免疫。该研究率先鉴定到靶向小麦重要免疫调节因子TaSGT1的锈菌特异效应子PstSIE1，明确了其与TaRAR1竞争性结合TaSGT1，促进病菌侵染，为实现小麦条锈病的可持续控制提供了基因资源与理论依据。

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锈菌特异效应子PstSIE1抑制小麦免疫的模式图

该研究得到了旱区作物逆境生物学国家重点实验室实验平台提供的技术支持，并得到了国家重点研发计划（2021YFD1401000），国家自然科学基金（32172381、31972224和32102175），陕西省重点研发计划（2021ZDLNY01-01），陕西省自然科学基础研究发展计划（2020JZ-13和2021JQ-144）和教育部111项目（B07049）的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16019

编辑：刘小凤

审核：郭军