我院植物免疫研究團(tuán)隊(duì)在揭示小麥條銹菌致病新機(jī)制研究中取得新進(jìn)展

近日，我院植物免疫研究團(tuán)隊(duì)在《Plant Biotechnology Journal》期刊在線發(fā)表了題為“A rust fungus effector directly binds plant pre-mRNA splice site to reprogram alternative splicing and suppress host immunity”的研究論文。我院副研究員湯春蕾為論文第一作者，王曉杰教授為通訊作者，康振生院士為共同作者。

條銹病是小麥重大真菌病害，傳播快、發(fā)生范圍廣、成災(zāi)頻率，常導(dǎo)致10%-30%，小麥產(chǎn)量損失嚴(yán)重時(shí)甚至絕收。培育和種植抗性品種是防控條銹病最經(jīng)濟(jì)有效和環(huán)境友好的措施。然而條銹菌頻繁變異導(dǎo)致品種抗性不斷“喪失”，病害頻繁爆發(fā)流行。研究條銹菌致病性及其變異機(jī)理，對(duì)小麥抗病遺傳改良個(gè)條銹病可持續(xù)防控具有重要的指導(dǎo)意義。

植物pre-mRNA可變剪接作為重要的轉(zhuǎn)錄后修飾，是一種快速精確調(diào)控植物免疫的有效機(jī)制。研究表明小麥條銹菌侵染導(dǎo)致10.4%小麥多外顯子基因發(fā)生可變剪接，但迄今尚未闡明條銹菌干擾宿主 pre-mRNA剪接以抑制免疫的分子機(jī)制。本研究首次鑒定到了位于植物細(xì)胞核斑點(diǎn)的小麥條銹菌效應(yīng)蛋白Pst_A23，研究發(fā)現(xiàn)Pst_A23-RNAi轉(zhuǎn)基因小麥對(duì)條銹菌抗性顯著提高，而過表達(dá)則明顯增強(qiáng)條銹菌致病性，表明其在條銹菌致病性中發(fā)揮重要作用。轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)Pst_A23過表達(dá)導(dǎo)致大量差異可變剪接基因，進(jìn)一步研究揭示了Pst_A23可直接與可變剪接位點(diǎn)特異RNA基序結(jié)合，干擾小麥抗病相關(guān)基因的可變剪接，抑制寄主植物免疫反應(yīng)。研究結(jié)果解析了條銹菌效應(yīng)蛋白調(diào)控寄主pre-mRNA可變剪接抑制植物免疫的新機(jī)制，豐富了對(duì)活體營養(yǎng)寄生真菌侵染致病機(jī)制的認(rèn)識(shí)，為小麥抗病育種提供了新思路和育種資源。

條銹菌效應(yīng)蛋白結(jié)合特異RNA基序干擾寄主pre-mRNA可變剪接

本研究得到了“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、陜西省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、陜西省國際科技合作項(xiàng)目、“萬人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才等項(xiàng)目資助。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13800