西北農(nóng)林科技大學(xué)植物免疫研究團隊在揭示小麥條銹菌致病新機制研究中取得新進展

　　近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)植保學(xué)院植物免疫研究團隊在《Plant Biotechnology Journal》期刊在線發(fā)表了題為“Arust fungus effector directly binds plant pre-mRNA splice site to reprogram alternative splicing and suppress host immunity”的研究論文。西北農(nóng)林科技大學(xué)副研究員湯春蕾為第一作者，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)重時甚至絕收。培育和種植抗性品種是防控條銹病最經(jīng)濟有效和環(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理，對小麥抗病遺傳改良個條銹病可持續(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制。本研究首次鑒定到了位于植物細(xì)胞核斑點的小麥條銹菌效應(yīng)蛋白Pst_A23，研究發(fā)現(xiàn)Pst_A23-RNAi轉(zhuǎn)基因小麥對條銹菌抗性顯著提高，而過表達(dá)則明顯增強條銹菌致病性，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，進一步研究揭示了Pst_A23可直接與可變剪接位點特異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制，豐富了對活體營養(yǎng)寄生真菌侵染致病機制的認(rèn)識，為小麥抗病育種提供了新思路和育種資源。

 

　　本研究得到了“十四五”國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、陜西省創(chuàng)新團隊、陜西省國際科技合作項目、“萬人計劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才等項目資助。

 

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