植物免疫研究团队在揭示小麦条锈菌致病新机制研究中取得新进展

近日，我校植保学院植物免疫研究团队在《Plant Biotechnology Journal》期刊在线发表了题为“Arust fungus effector directly binds plant pre-mRNA splice site to reprogram alternative splicing and suppress host immunity”的研究论文。我校副研究员汤春蕾为第一作者，王晓杰教授为通讯作者，康振生院士为共同作者。

条锈病是小麦重大真菌病害，传播快、发生范围广、成灾频率，常导致10%-30%，小麦产量损失严重时甚至绝收。培育和种植抗性品种是防控条锈病最经济有效和环境友好的措施。然而条锈菌频繁变异导致品种抗性不断“丧失”，病害频繁爆发流行。研究条锈菌致病性及其变异机理，对小麦抗病遗传改良个条锈病可持续防控具有重要的指导意义。

植物pre-mRNA可变剪接作为重要的转录后修饰，是一种快速精确调控植物免疫的有效机制。研究表明小麦条锈菌侵染导致10.4%小麦多外显子基因发生可变剪接，但迄今尚未阐明条锈菌干扰宿主 pre-mRNA剪接以抑制免疫的分子机制。本研究首次鉴定到了位于植物细胞核斑点的小麦条锈菌效应蛋白Pst_A23，研究发现Pst_A23-RNAi转基因小麦对条锈菌抗性显著提高，而过表达则明显增强条锈菌致病性，表明其在条锈菌致病性中发挥重要作用。转录组分析发现Pst_A23过表达导致大量差异可变剪接基因，进一步研究揭示了Pst_A23可直接与可变剪接位点特异RNA基序结合，干扰小麦抗病相关基因的可变剪接，抑制寄主植物免疫反应。研究结果解析了条锈菌效应蛋白调控寄主pre-mRNA可变剪接抑制植物免疫的新机制，丰富了对活体营养寄生真菌侵染致病机制的认识，为小麦抗病育种提供了新思路和育种资源。

条锈菌效应蛋白结合特异RNA基序干扰寄主pre-mRNA可变剪接

本研究得到了“十四五”国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省创新团队、陕西省国际科技合作项目、“万人计划”科技创新领军人才等项目资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13800

编辑：张晴

终审：徐海