稻瘟病菌引起的水稻稻瘟病是粮食作物上最大的毁灭性病害,威胁着全球粮食安全,每年给我国造成30亿公斤以上的粮食损失。该病菌侵染水稻时,可激发水稻的免疫反应,但是病菌如何监控水稻的免疫反应仍不清楚。近日,病原生物学领域的国际顶级期刊“PLoS Pathogens” (5年期影响因子7.5)发表了我校关于稻瘟病菌监控水稻免疫反应的研究论文“MoYvh1 Subverts Rice Defense through Functions of Ribosomal Protein MoMrt4 in Magnaporthe oryzae” (http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1007016)。该论文第一署名单位为南京农业大学,第一作者为我校植保学院在读博士生刘昕宇,我校国家杰出青年科学基金获得者张正光教授为通讯作者。我校郑小波教授、张海峰教授、美国路易斯安娜州立大学的Ping Wang教授参与了该研究。
图:蛋白磷酸酶MoYvh1调控核糖体成熟监控水稻的免疫反应
稻瘟病菌在侵染水稻早期时,水稻会产生大量活性氧激发免疫反应,抑制病原菌的侵染,而病菌可分泌大量效应蛋白到水稻中干扰其免疫反应。该团队前期的研究中鉴定到蛋白磷酸酶MoYvh1控制病菌致病力(MPMI,2016)。在最近发表的论文中发现,病菌监控水稻产生的活性氧信号,利用两个热激蛋白MoSsb1、MoSsz1“挟持”MoYvh1进入细胞核,在细胞核内MoYvh1挤占核糖体蛋白MoMrt4位置,加速核糖体的成熟,促进病菌合成更多效应蛋白去干扰水稻的免疫反应,从而成功侵染水稻。该研究解析了稻瘟病菌监控水稻免疫反应,启动攻击系统,加速自身核糖体的成熟,以合成的效应蛋白为“武器”,进而干扰寄主免疫系统的机制。该研究拓展了人们对植物病原真菌监控寄主免疫反应的认识,有助于认识病原菌的致病机理,同时可望为设计高效、低毒的稻瘟病控制策略提供参考。该项目得到了国家自然科学基金重点项目和国家杰出青年科学基金的资助。
该课题组近年来在国家与省部级项目的资助下,致力于稻瘟病菌致病机制研究,在稻瘟病菌识别水稻、监控与抑制水稻免疫反应等方面取得了一系列进展,在PLoS Pathogens、PLoS Genetics、New Phytologist、Molecular Plant-Microbe Interaction、Environmental Microbiology和Molecular Plant Pathology等病原生物学和植物病理学主流刊物发表了相关研究成果。