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哈达课题组在Molecular Plant Pathology上发表Highlight Article研究论文2022-04-25    文字:

近日,我院哈达课题组在植物病理学主流刊物,一区期刊Molecular Plant Pathology上发表了题为“Decoy engineering of the receptor-like cytoplasmic kinase StPBS1 to defend against virus infection in potato”的研究论文,该研究利用诱捕策略将宿主马铃薯StPBS1蛋白改造为可以被PVY病毒NIa-Pro蛋白酶特异性切割的StPBS1NIa使马铃薯获得对PVY的抗性。内蒙古大学公海赌赌船官网710研究生白润尧和李换换为该论文的共同第一作者,公海赌赌船官网710赵永秀老师也参与了该项工作。该论文324日被接收,48日网络发表,被该杂志主编选为Highlight Article。论文链接:http://doi.org/10.1111/mpp.13220

据报道,丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae是一种植物细菌病害,在其侵入宿主拟南芥时,通过分泌一种效应蛋白 AvrPphB 以引发宿主与病原之间的免疫竞争。当细菌入侵拟南芥时,AvrPphB蛋白酶特异性切割宿主拟南芥 AtPBS1蛋白的靶标位点。AtPBS1蛋白被切割后构象发生改变并激活宿主R蛋白 AtRPS5 ,从而引发宿主对细菌的免疫反应。因此,宿主 AtPBS1 AtRPS5 构成了针对携带 AvrPphB 效应子的丁香假单胞菌的免疫陷阱,代表着植物-病原识别互作的一种模式,是植物免疫领域的经典案例。

因此,能否通过改造宿主体内的病原识别蛋白而产生对新的病原的抗性呢?这种改造被称之为诱饵工程。该文中作者首先确定了与 AtPBS1 高度同源的马铃薯StPBS1蛋白,其被AvrPphB特异识别并引发下游免疫反应。而PVY 基因组中编码着一种名为 NIa-Pro 的蛋白酶。将StPBS1蛋白中AvrPphB切割位点改造为NIa-Pro的切割位点后,得到改造后的StPBS1NIaStPBS1NIa过表达马铃薯通过特异性识别NIa-Pro来引发了宿主对PVY的免疫反应。

简而言之,作者在马铃薯中通过改造宿主蛋白StPBS1使其获得对PVY的抗性,开辟出一条全新的病毒防治方法,为此类植物病原的防控提供了一种新的基因工程途径。另外,StPBS1介导的免疫反应在下游R蛋白的选择方面与拟南芥的AtPBS1 和大麦的HvPBS1均不一样,表明了PBS1蛋白在不同植物中的免疫信号通路的分歧。因此,该研究为PBS1这个植物免疫明星分子的作用机理的解析提供了新的方向,课题组目前也正致力于筛选鉴定StPBS1的下游R蛋白,预期获得新的突破。

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