研究揭示大丽轮枝菌效应子诱导寄主免疫机制
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近日，西北农林科技大学植保学院作物病虫害监测与治理团队在大丽轮枝菌和黄萎病防控上取得新进展，相关研究成果在线发表于Plant, Cell & Environment上。
大丽轮枝菌是一种典型的土传维管束病原真菌，寄主范围广泛、遗传变异丰富、土壤中存活时间长，且尚无有效的抗病资源，使得大丽轮枝菌黄萎病的防控面临巨大挑战，每年在全球范围内造成了严重的经济损失。在病原菌侵染寄主的过程中，一些分泌的蛋白作为激发子，能够诱导植物免疫系统的激活。这些蛋白不仅为开发新型病害防治策略提供了理论依据，也为作物抗病性改良提供了重要的分子靶点。然而，关于大丽轮枝菌激发子的研究相对较少。
该研究在大丽轮枝菌中鉴定了一个分泌蛋白VdSP8（Verticillium dahliaeS8 contained protease 8），不仅被大丽轮枝菌分泌进入寄主细胞内，还能诱导寄主叶片细胞发生程序性死亡（PCD），引发ROS迸发、调控免疫相关基因的表达，从而增强烟草对灰葡萄孢菌及丁香假单胞菌的抗性。通过截断突变研究发现，PeptidaseS8结构域是VdSP8诱导植物PCD的关键功能区域。VdSP8敲除后，大丽轮枝菌的产孢能力降低、致病力增加，但对渗透胁迫的响应没有显著变化。此外，研究还证实了VdSP8与GhBGLU46的互作关系。沉默GhBGLU46导致棉花植株黄萎病症状加重，防御相关基因的表达量显著降低，同时棉花植株细胞壁中木质素的沉积也受到了阻碍。酶活性分析显示，VdSP8显著提高了GhBGLU46的β-葡萄糖苷酶活性。进一步研究表明，在GhBGLU46沉默和未沉默棉花植株中，VdSP8敲除突变体的致病力没有显著差异，这表明VdSP8依赖于GhBGLU46来提高棉花植株对黄萎病的抗性。该研究不仅揭示了VdSP8在植物免疫中的作用机制，还为开发新的黄萎病防控策略提供了理论依据和研究方向。
研究揭示了VdSP8在植物免疫中的作用机制。（课题组供图）
相关论文信息：https://doi.org/10.1111/pce.15170
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