植物免疫团队在病菌调控植物免疫领域取得重要进展
来源：旱区重点室 植保学院 | 作者：彭科峰 王宏
12月5日，植物保护学院植物免疫研究团队在自然通讯（Nature Communications）杂志在线发表了题为《An effector protein of the wheat stripe rust fungus targets chloroplasts and suppresses chloroplast function》的研究论文。许强博士为第一作者，康振生院士和王晓杰教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、陕西省科技创新团队和旱作国重实验室自由探索等项目的资助。
由条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）引致的小麦条锈病是影响小麦生产安全的重大生物灾害，对小麦生产具有毁灭性危害，一般年份导致小麦减产10~30%，严重时甚至绝收。条锈菌频繁变异导致小麦品种抗性不断“丧失”是病害频繁爆发流行的根本原因，是锈病防控中的国际性难题。因而，揭示病原菌致病性变异的基础，对开发条锈病持续有效防控的策略具有重要意义。
小麦条锈菌为活体营养专性寄生真菌，不能在体外人工培养，缺乏遗传转化体系，难以通过遗传学方法研究病菌的致病机理。为深入揭示条锈菌致病性变异的分子基础，该团队率先在国际上完成了条锈菌基因组测序（Zheng et al., Nature Communications, 2013）。进而通过3年的努力，完成了条锈菌唯一侵染结构吸器的分离、病菌不同发育阶段的转录组分析和条锈菌毒性效应子（Effectors）的大规模筛选鉴定研究（Xu et al., Molecular Plant Pathology, 2019）。本研究报道的是一个条锈菌吸器阶段特异诱导表达的效应子Pst_12806，其编码蛋白含有叶绿体导肽，依赖该导肽进入寄主植物的叶绿体中，干扰光合系统中细胞色素cb6f蛋白亚基TaISP（Iron-Sulfur protein）的功能，降低植物的光合作用，减弱由叶绿体介导的活性氧积累以及抗性相关基因的表达，促进条锈菌的侵染定殖。研究首次报道了病原真菌通过攻击植物的叶绿体调控植物免疫的致病机理，揭示了活体营养型寄生真菌侵染致病的新途径。
条锈菌效应子Pst_12806调控寄主植物免疫的模式图