近日，我院郭軍教授課題組在Molecular Plant期刊在線發(fā)表了題為“TIR domain-containing proteins employ dual regulatory mechanisms to confer TaEDS1-dependent immunity in wheat”的最新研究成果。該研究系統(tǒng)分析了小麥含TIR結構域蛋白的免疫功能，并首次揭示小麥TNP蛋白的抗病機制。我院博士研究生陸靖偉與孫可欣為論文共同第一作者，郭軍教授和郭嘉青年教授為論文共同通訊作者。

TIR（Toll/Interleukin-1 Receptor）結構域蛋白在原核生物和真核生物中普遍存在。植物TIR-only和TNL（TIR-NBS-LRR）免疫受體可水解NAD⁺，產(chǎn)生信號分子激活下游EDS1核心組分。然而，單子葉植物在演化中喪失了TNL，僅存在少量C末端特化為四肽重復序列的TNP (TIR-NBS-TPR)蛋白，其功能尚不清楚。

該研究從小麥編碼TIR蛋白的候選基因中鑒定到參與小麥對條銹菌抗性的具有TIR-NBS-TPR結構域的基因TaTNP1。為明確TaTNP1的生物學功能，創(chuàng)制了TaTNP1的穩(wěn)定過表達與基因編輯材料，從遺傳水平證明了其在小麥對條銹菌免疫反應中的正調控功能。研究發(fā)現(xiàn)，小麥TIR-only蛋白TaTIR通過常規(guī)的催化活性激活TaEDS1依賴的細胞死亡過程；與之不同的是，TaTNP1的TIR結構域因BB-loop基序的變異與催化半胱氨酸的缺失，不具備引起細胞死亡、核酸酶活性、相分離等TIR蛋白典型生物學功能。進一步研究表明，TaTNP1的TIR結構域僅具有微弱的NADase活性，無法直接激活EDS1-PAD4-ADR1復合體。值得關注的是，TaTNP1可通過寡聚化的方式與TaEDS1直接互作，并通過抑制TaEDS1的泛素化降解過程維持其穩(wěn)態(tài)。基于上述發(fā)現(xiàn)，團隊提出了單子葉植物TIR通過“催化信號傳遞”與“直接蛋白互作”兩種方式共同作用于EDS1的理論模型。該研究不僅拓展了對TIR功能多樣性的認知，也為解析植物TNL抗病基因的演化提供了重要參考。

單子葉植物TIR作用于EDS1的理論模型

我院康振生院士和陳金利教授為該研究工作提供了重要支持與指導，作物抗逆與高效生產(chǎn)全國重點實驗室實驗平臺為研究提供了技術支撐，該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、陜西省創(chuàng)新能力支撐計劃、國家自然科學基金等項目的資助。

原文鏈接：https://www.cell.com/molecular-plant/abstract/S1674-2052(26)00038-9

編輯：劉小鳳

審核：趙   磊