南京農業大學揭示植物對疫病菌廣譜抗性新機制

植物大戰病原菌，誰來吹響「集結號」？南京農業大學作物疫病團隊的最新研究發現了這個起到關鍵防禦作用的「一級哨兵」——RXEG1。2月9日，該團隊在《自然—通訊》（Nature Communications）上發表研究長文，指出RXEG1是植物識別疫病菌的關鍵因子，同時揭示了植物識別病原菌侵染、激活自身免疫的新機制。

一年前，該團隊就在美國《科學》雜誌發表研究長文指出，疫病菌攻擊植物時，會使出一招瞞天過海的「誘餌模式」（DECOY），即：疫黴菌在侵染植物早期，通過分泌糖基水解酶XEG1來攻擊植物細胞壁，植物通過抑制蛋白GIP1對XEG1的防衛過程中，疫病菌又進化出XEG1的酶活喪失突變體XLP1，作為「分子誘餌」來競爭性干擾GIP1，掩護XEG1對植物的攻擊。如今，圍繞植物大戰病原菌的科研故事又有了新的「續集」，該團隊成功揭示了植物如何識別XEG1，並激活自身免疫反應的機制。

該研究通過系統分析煙草基因組中400多個編碼細胞膜富含亮氨酸重複（LRR）類受體，建立了一套基於病毒誘導基因沉默技術的植物LRR類受體功能的高通量分析體系，成功鑒定到植物中識別疫病菌模式分子XEG1的受體蛋白RXEG1。隨後發現，RXEG1是植物識別XEG1後產生細胞壞死及防衛反應的關鍵因子，激活RXEG1能夠顯著提高植物對疫病菌抗病性。

高通量免疫受體篩選體系

論文第一作者，南京農業大學植物保護學院青年教師王燕博士給記者打了個比喻，RXEG1就像戰役中的「前哨」，它被激活後，會第一時間吹響植物大戰疫病菌的防禦「集結號」，立即激發作物的抗病信號，全面啟動作物對抗疫病菌的應急機制。

王燕告訴記者，RXEG1能夠識別不同疫黴菌和真菌分泌的致病因子XEG1家族蛋白，表明這個「哨兵」具有很強的「適用性」，即作為一個免疫受體能夠調節植物對不同病原菌的廣譜抗性。

論文通訊作者、南京農業大學植物保護學院教授王源超告訴記者，該研究建立了一套作物免疫受體的高效精準定位體系，解決了科學家們過去「大海撈針」的技術障礙，有助於在不同作物中快速鑒定出關鍵免疫受體，加快對作物抗病資源的挖掘與利用，從而減少農藥使用，有效提高農作物的經濟和社會效應。

南京農業大學作物疫病團隊董莎萌教授、葉文武副教授以及來自美國俄勒岡州立大學Brett Tyler教授等也參與了本研究。該研究得到了國家自然科學基金、公益性行業科研專項等項目的資助。

XEG1作用模式圖

據悉，南京農業大學作物疫病研究團隊以發展作物疫病高效防控策略與技術為目標，長期聚焦於重要農作物疫病菌的致病與變異機制，在不同層次探索農作物抗病機制的形成過程與調控規律, 取得了一系列重要進展，相關成果在Science、Current Biology、Nature Communications、Plant Cell、PLoS Pathogens等國際學術期刊發表研究論文140餘篇，被國際同行引用超過3000次，其揭示的病原菌致病新機制「誘餌模式」入選2017年度中國高校十大科技進展。

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