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微生物所揭示水稻识别稻瘟菌侵染机制

文章来源:微生物研究所   发布时间:2019-01-07  【字号:     】  

  水稻是我国重要的粮食作物,但稻瘟菌的危害是影响水稻高产、稳产的一个重要因素。中国科学院微生物研究所刘俊课题组在前期的研究中发现,稻瘟菌侵染水稻时可以分泌众多的蛋白到水稻的质外体中。而植物对病菌的识别主要存在于两个层面,对病菌表面保守的分子特征物质(PAMP)的识别(PTIPAMPs triggered immunity)和对致病因子(effector)的识别ETIEffector triggered immunity。识别PAMPs的受体基本上都分布于植物的细胞膜上。因此,稻瘟菌侵染过程中分泌的蛋白就有可能被水稻细胞膜上分布的受体识别。

  通过对稻瘟菌分泌蛋白的分离和转基因分析,该课题组发现了一个分泌蛋白MoChia1可以强烈地激活水稻的免疫反应,具有PAMPs物质的典型特征。MoChia1是一个几丁质酶,广泛存在于真菌中,参与真菌的细胞壁修饰。MoChia1能够激活水稻的免疫响应,说明水稻中存在识别MoChia1的受体。进一步的分析发现,MoChia1可以结合chitin(几丁质),并抑制chitin在水稻细胞中激活的免疫响应。通过酵母双杂交筛选,发现水稻质膜上的蛋白OsTPR1可以与MoChia1结合,并竞争其与chitin的结合,从而解除MoChia1chitin参与植物免疫激活的抑制。该研究发现了一个重要的植物胞外免疫机制,并提出了植物中存在一些蛋白可以作为诱饵去干扰病菌对植物免疫的抑制。

  该研究成果已在线发表在植物学领域国际期刊The Plant Cell,刘俊课题组助研杨超和项目聘用余永旗为文章的共同第一作者,刘俊为通讯作者。

  该研究得到中科院战略性先导科技专项、百人计划启动经费和国家自然科学基金的资助。

    文章链接

 

  水稻识别稻瘟菌分泌蛋白的分子机制。A.稻瘟菌分泌蛋白MoChia1可以激活ROS迸发;B. and C. 水稻蛋白OsTPR1chitin竞争结合MoChia1; D. MoChia1抑制chitin激活的水稻免疫反应,但OsTPR1可阻止MoChia1的抑制效应;E. 工作模型:MoChia1抑制chitin激活的植物免疫,但OsTPR1阻止其抑制效应,且水稻中存在识别MoChia1的受体。




(责任编辑:叶瑞优)

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