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南京农大窦道龙团队揭示疫霉菌FYVE效应子干扰防卫基因可变剪切和转录过程抑制植物免疫的机制
来源:农化专利网   发布时间:2022-12-08 09:30
简述
疫霉菌(Phytophthora)可以在许多经济作物上引起毁灭性病害,严重威胁作物生产和食品安全。分泌效应子到寄主细胞干扰植物免疫反应是疫霉菌侵染植物的一种重要策略。

疫霉菌(Phytophthora)可以在许多经济作物上引起毁灭性病害,严重威胁作物生产和食品安全。分泌效应子到寄主细胞干扰植物免疫反应是疫霉菌侵染植物的一种重要策略。前期研究发现,疫霉菌通过产生磷脂酰肌醇3-磷酸(PI3P)结合效应子并靶向侵染结构表面,帮助效应子高效精准地靶向寄主细胞并促进侵染 (Dou et al., 2008; Lu et al., 2013)。


FYVE蛋白广泛分布在真核生物中,可以特异性结合PI3P,课题组基于疫霉菌产生PI3P被FYVE特异性结合提出了多种植物抗病策略 (Zhou et al., 2021; Yang et al., 2022)。然而,疫霉菌内源FYVE蛋白的鉴定和功能研究尚属空白。


近日,南京农业大学窦道龙教授团队在Plant Physiology上发表题为“The Phytophthora sojae effector PsFYVE1 modulates immunity-related gene expression by targeting host RZ-1A protein”的研究论文。该研究报道了一类富含FYVE结构域且在卵菌中特异性扩张的蛋白家族,发现大豆疫霉PsFYVE1可以被外泌并作为效应子促进疫霉菌侵染,揭示了其靶向植物RZ-1A蛋白调控防卫相关基因的可变剪切和转录,进而抑制植物免疫的分子机制。

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该研究首先通过生物信息学鉴定了卵菌中大量扩张的一类含有FYVE结构域的蛋白家族,部分成员在侵染阶段高表达且预测为分泌蛋白。随后以卵菌特异性进化且结构保守的PsFYVE1为研究对象,证实其N端结构域具有分泌和植物胞间转移功能,沉默转化子致病力显著下降,而过表达PsFYVE1可以促进疫霉菌侵染,说明PsFYVE1是大豆疫霉的重要毒性因子。


随后发现PsFYVE1靶向本氏烟和大豆的剪切调控蛋白RZ-1A,是植物免疫的正调控因子。结合RZ-1A在拟南芥中的研究线索及实验分析,证实PsFYVE1通过干扰RZ-1A与可变剪切因子NbGRP7的互作,调控植物防卫相关基因的可变剪切和转录,进而抑制植物免疫反应。该研究报道了疫霉菌的一类新型FYVE效应子,为后续全面认识卵菌效应子提供了一个新的思路。


南京农业大学植物保护学院2022博士毕业生逯欣宇为该论文第一作者,沈丹宇副教授为通讯作者,窦道龙教授和景茂峰副教授也参与了该研究。该研究得到了国家自然科学基金和中央高校基本业务费等项目的资助。

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来源:植物微生物最前线