近日，我院作物病害監(jiān)測(cè)與治理團(tuán)隊(duì)在《Plant, Cell & Environment》期刊上發(fā)表了題為“Dual‐Role GH7 Family Proteins From Verticillium dahliae Function as Virulence Factors and Intracellular Effectors Triggering NLR‐Mediated Immunity”的研究論文。我院紀(jì)曉斌博士為論文第一作者，胡小平教授、中國農(nóng)科院植物保護(hù)研究所陳捷胤研究員和張丹丹研究員為論文共同通訊作者。

大麗輪枝菌（Verticillium dahliae）的6個(gè)糖苷水解酶7家族（GH7）蛋白具有雙重功能，既是促進(jìn)病菌侵染的毒力因子，又能作為非經(jīng)典胞內(nèi)效應(yīng)子，通過SGT1-NDR1信號(hào)通路激活植物NLR介導(dǎo)的效應(yīng)子觸發(fā)免疫（ETI），且其免疫激活功能與酶催化活性無關(guān)，依賴胞質(zhì)定位。

6個(gè)GH7基因缺失均顯著降低大麗輪枝菌對(duì)棉花的毒力，但不影響病菌營養(yǎng)生長和穿透能力，且這些基因在侵染早期顯著上調(diào)表達(dá)（圖1）。GH7蛋白均含功能信號(hào)肽可被分泌，且能轉(zhuǎn)運(yùn)至植物細(xì)胞內(nèi)定位于細(xì)胞質(zhì)。缺失信號(hào)肽的GH7蛋白可誘導(dǎo)植物細(xì)胞死亡，而導(dǎo)向質(zhì)外體的變體則喪失該能力；催化位點(diǎn)突變體雖無酶活性，但仍能誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。該研究揭示了大麗輪枝菌GH7家族蛋白的雙重功能，闡明其作為胞外毒力因子降解植物細(xì)胞壁、促進(jìn)侵染，同時(shí)作為胞內(nèi)效應(yīng)子激活植物ETI的分子機(jī)制，且免疫激活依賴SGT1-NDR1介導(dǎo)的NLR信號(hào)通路，與酶活性無關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)拓展了對(duì)真菌代謝酶進(jìn)化為效應(yīng)子的認(rèn)知，為解析宿主-病原菌協(xié)同進(jìn)化提供新視角，也為黃萎病防控提供了潛在分子靶點(diǎn)。

圖1  大麗輪枝菌6個(gè)GH7突變體的毒性與生長型分析。（A）Junmian 1苗期接種野生型菌株Vd991和GH7的6個(gè)突變體及清水對(duì)照的發(fā)病表現(xiàn)；（B）野生型菌株Vd991和GH7的6個(gè)突變體在PDA培養(yǎng)基上的生長表型；（C）GH7的6個(gè)基因在大麗輪枝菌侵染棉花幼苗時(shí)的表達(dá)模式。

研究團(tuán)隊(duì)多位學(xué)生參與此工作，美國加州大學(xué)戴維斯分校Krishna V. Subbarao教授和美國農(nóng)業(yè)部Steven J. Klosterman研究員給予了精心指導(dǎo)。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022YFE0111300）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32470210, 32370213, 32302327）等的支持。

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41334597/

編輯：劉小鳳

審核：趙   磊