《Nature Communications》刊发我校陈晓洋教授团队关于稻曲病菌致病新机制的研究成果

本网讯 稻曲病是世界水稻生产中的重要病害之一，不仅造成稻米产量损失，且稻曲球中产生的毒素对动物细胞具有毒性和致畸作用，严重威胁粮食安全。在我国，稻曲病发生尤为严重，年均发生面积4500万亩、减产超1.5亿公斤。培育抗稻曲病品种被认为是目前最经济有效的防治措施，但现阶段抗稻曲病品种和基因资源严重缺乏。因此，深入解析稻曲病菌与水稻的互作机理，可为培育水稻抗稻曲病品种提供理论依据和重要基因资源。用稻曲菌效应蛋白挖掘与之对应的水稻免疫相关蛋白，根据其抗病机制服务作物抗性设计改良；这是当前培育优良抗稻曲病品种的重要途径之一。

近日，我校陈晓洋教授团队在国际著名期刊《Nature Communications》（中科院一区，IF=14.7）上发表题为《A secreted fungal laccase targets the receptor kinase OsSRF3 to inhibit OsBAK1–OsSRF3-mediated immunity in rice》的研究性论文。该论文首次揭示了真菌分泌性漆酶的致病新策略，鉴定到一个水稻免疫相关类受体激酶OsSRF3，为研究植物先天免疫机制和创制新的水稻广谱抗病材料具有重要价值。

本研究发现稻绿核菌素关键合成酶UgsL是稻曲病菌致病关键效应子，具有典型的漆酶活性，基因敲除后突变体致病力完全丧失。异源表达UgsL可以抑制水稻引起的免疫反应，而靶向UgsL进行寄主诱导的基因沉默则增强水稻的抗病能力。通过筛选和互作验证发现UgsL与水稻类受体激酶OsSRF3在细胞膜上互作，OsSRF3基因编辑和过表达不会影响水稻的农艺性状，但正调控水稻对稻曲病、稻瘟病、纹枯病和白叶枯病的广谱抗病性。

图1 UgsL靶基因OsSRF3正调控水稻广谱抗病性

一系列体内、体外生化试验证明UgsL可通过泛素化-26S蛋白酶体促进OsSRF3降解，并且UgsL漆酶活性影响OsSRF3稳定性，进而抑制OsSRF3介导的免疫反应。

图2 UgsL促进OsSRF3降解并抑制OsSRF3介导的免疫反应

在水稻中，油菜素类固醇受体相关激酶OsBAK1与OsSRF3相互作用，体外实验发现OsBAK1可以直接磷酸化OsSRF3，体内实验证明Ser670位点的磷酸化促进了OsSRF3的稳定性和植株抗病性。进一步实验发现UgsL能够与OsBAK1竞争性结合OsSRF3，导致OsBAK1对 OsSRF3的磷酸化修饰水平降低，进而影响OsSRF3稳定性，从而抑制OsBAK1–OsSRF3介导的免疫反应。

图3 UgsL干扰OsBAK1对OsSRF3磷酸化修饰

图4 效应子UgsL致病策略模式图

综上所述，OsBAK1与OsSRF3相互作用并磷酸化OsSRF3激活寄主的免疫，稻曲菌分泌效应子UgsL干扰OsBAK1-OsSRF3免疫通路，进而促进侵染。

安徽农业大学为第一通讯单位，我院陈晓洋教授为论文的通讯作者，共同通讯作者为华中农业大学郑露副教授。华中农业大学植物科学技术学院博士生段宇航和我院王招云副教授为论文共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金以及安徽农业大学高层次人才引进科研启动经费等项目的资助。(文图/王招云 编辑/丁放 预审/唐庆峰 审核/夏晓昀)

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