研究揭示水稻識別稻瘟菌侵染機(jī)制

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來源：微生物所

2019-01-08

水稻是我國重要的糧食作物，但稻瘟菌的危害是影響水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的一個重要因素。中國科學(xué)院微生物研究所劉俊課題組在前期的研究中發(fā)現(xiàn)，稻瘟菌侵染水稻時可以分泌眾多的蛋白到水稻的質(zhì)外體中。

水稻是我國重要的糧食作物，但稻瘟菌的危害是影響水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的一個重要因素。中國科學(xué)院微生物研究所劉俊課題組在前期的研究中發(fā)現(xiàn)，稻瘟菌侵染水稻時可以分泌眾多的蛋白到水稻的質(zhì)外體中。而植物對病菌的識別主要存在于兩個層面，對病菌表面保守的分子特征物質(zhì)（PAMP）的識別（PTI，PAMPs triggered immunity）和對致病因子（effector）的識別（ETI，Effector triggered immunity）。識別PAMPs的受體基本上都分布于植物的細(xì)胞膜上。因此，稻瘟菌侵染過程中分泌的蛋白就有可能被水稻細(xì)胞膜上分布的受體識別。

通過對稻瘟菌分泌蛋白的分離和轉(zhuǎn)基因分析，該課題組發(fā)現(xiàn)了一個分泌蛋白MoChia1可以強(qiáng)烈地激活水稻的免疫反應(yīng)，具有PAMPs物質(zhì)的典型特征。MoChia1是一個幾丁質(zhì)酶，廣泛存在于真菌中，參與真菌的細(xì)胞壁修飾。MoChia1能夠激活水稻的免疫響應(yīng)，說明水稻中存在識別MoChia1的受體。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，MoChia1可以結(jié)合chitin（幾丁質(zhì)），并抑制chitin在水稻細(xì)胞中激活的免疫響應(yīng)。通過酵母雙雜交篩選，發(fā)現(xiàn)水稻質(zhì)膜上的蛋白OsTPR1可以與MoChia1結(jié)合，并競爭其與chitin的結(jié)合，從而解除MoChia1對chitin參與植物免疫激活的抑制。該研究發(fā)現(xiàn)了一個重要的植物胞外免疫機(jī)制，并提出了植物中存在一些蛋白可以作為誘餌去干擾病菌對植物免疫的抑制。

該研究成果已在線發(fā)表在植物學(xué)領(lǐng)域國際期刊The Plant Cell上，劉俊課題組助研楊超和項(xiàng)目聘用余永旗為文章的共同第一作者，劉俊為通訊作者。

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