农药快讯:2020年第18期
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西北农林、普渡大学合作研究揭示小麦赤霉病“罪魁祸首”——禾谷镰刀菌致病新机理!
更新时间:2020-10-13 点击量:1028

禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)是赤霉病(Fusarium headblight,FHB)的致病菌,是世界上最重要的小麦和大麦病害之一。它通过发展复合附着胞和感染器,以利于其在植物中渗透。渗透后,侵入性菌丝在感染的植物组织细胞间和细胞内生长,并发展出球状、不规则的侵入性菌丝,在形态上与附生菌丝不同。感染性生长后从最初的感染部位通过轴传播到同一麦头上的邻近小穗,导致整个麦头的枯萎。

 

基因组比较研究表明,病原真菌有一批孤儿基因,它们被限制在单一物种或狭窄的支系中。尽管其中绝大多数基因的功能未知,但这些分类学上受限的孤儿基因被认为在种系特异性适应性中发挥重要作用。植物病原真菌可能进化出新的孤儿基因,以促进其感染或增强毒力。真菌效应蛋白(PLOS PATHOGENS/英国约克大学最新研究阐明卵菌效应蛋白致病机制)是为感染植物而进化的孤儿基因很好的例子,因为它们中的许多在密切相关的物种中缺乏同源基因。到目前为止,不同的真菌中各种分子机制的效应蛋白已被识别和表征。

 

2020年9月1日,西北农林科技大学和美国普渡大学在权威期刊Nature Communicatons上发表了题为an orphan protein of fusarium graminearum modulates host immunity by mediating proteasomal degradation of TaSnRK1α的文章。

 

禾谷镰刀菌是赤霉病的致病菌,也是致病毒素脱氧乙烯利(DON)的产生者。在本研究中,Osp24被确定为禾谷镰刀菌50个孤儿分泌蛋白(Osp)基因中的一个重要毒力因子。尽管Osp24对生长和初始穿透力是可有可无的,但它对小麦穗轴组织中的感染性生长是重要的。Osp24在发病过程中特异性表达,其短暂表达可抑制BAX-或INF1诱导的细胞死亡。Osp24被转运到植物细胞中,其8个半胱氨酸基团中的两个是其功能所必需的。小麦SNF1相关激酶TaSnRK1α被确定为一种Osp24相互作用蛋白,并显示在TaSnRK1α过表达或沉默的转基因植物中,Osp24对FHB抗性是重要的。Osp24通过促进TaSnRK1α与泛素-26S蛋白酶体的关联,加速TaSnRK1α的降解。有趣的是,TaSnRK1α还与TaFROG相互作用,TaFROG是一种由DON诱导的小麦孤儿蛋白。TaFROG与Osp24竞争与TaSnRKα的同一区域结合,并保护其不被降解。TaFROG的过表达稳定了TaSnRK1α,并增加了FHB抗性。综上所述,Osp24通过与TaFROG竞争与TaSnRK1α结合而发挥细胞质效应蛋白的功能,证明了宿主和病原真菌的孤儿蛋白在相互作用过程中的反作用。      (来源:植物生物技术Pbj)

 

农药快讯, 2020 (18): 7-8.

tag: 禾谷镰刀菌、赤霉病、孤儿基因、致病机理  

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