病原物攻击宿主植物的“秘密武器” 学术资讯

来源：植物科学最前沿

2020年9月4日，湖南大学生物学院联合中国农业科学院植物保护研究所、杂交水稻国家重点实验室等多家单位，以 Nematode-encoded RALF Peptide Mimics Facilitate Parasitism of Plants through the FERONIA Receptor Kinase 为题，于Molecular Plant 发文报道植物寄生根结线虫，编码并模拟一类植物中的RALF多肽信号分子，“挟持”植物受体激酶FERONIA（FER），抑制植物免疫，促进线虫寄生。

植物寄生线虫是全球性的粮食作物病虫害之一，每年对全球粮食生产造成的经济损失超过1570亿美元。我国同样难逃其害，每年遭受线虫病害的作物种植面积高达上亿亩，造成数百亿元的经济损失。植物线虫需要活体寄生，并缺乏基因操纵系统，另因根部土传，早期很难发现病害，一旦发病，就很难挽救。因此，植物线虫具有侵害面积广，对植物危害大，研究周期长等特点。植物寄生线虫通过口针分泌大量效应蛋白，干预宿主植物的免疫系统，促进线虫的寄生。目前对线虫与宿主植物相互作用的机理不甚清楚。植物细胞膜上的受体激酶FER，在植物中感受一类植物编码的配体信号分子—RALF多肽。RALF-FER信号通路在植物界高度保守，控制植物生长、生殖、逆境等多个环节，是植物领域研究最为深入的信号网络之一。

湖南大学于峰教授及其团队长期围绕RALF-FER信号网络在植物细胞活动与环境适应性中的作用开展研究。本研究发现fer 拟南芥突变体对根结线虫抗性增加，在寻找其潜在机理时，在6类根结线虫中鉴定了18种RALF类似编码基因，命名为RALF-like。线虫RALF-like具有效应因子典型的时空表达特征和与植物RALF类似的生物活性，进而成为线虫攻击植物防线的“秘密武器”。线虫RALF-like会与FER的胞外受体结构域结合，“挟持”植物FER信号途径，促进JA信号关键蛋白MYC2降解等过程，破坏植物免疫系统。敲低线虫RALF-like，可削弱根结线虫对宿主植物的寄生能力。FER在农作物水稻中的同源蛋白具有类似功能。以上工作为抗性作物育种设计奠定了基础。

图1 FER信号通路调节根结线虫寄生的工作模型

湖南大学于峰教授、彭友松副教授和廖红东副教授为该论文的共同通讯作者，湖南大学张鑫、朱思睿博士，以及中国农业科学院植物保护研究所彭德良研究员团队的彭焕副研究员为该论文共同第一作者。本研究得到了国家自然科学基金（NSFC-31871396，31571444，31400232，31672012），中国科协青年托举人才项目，中国农业科学院科技创新项目等经费的资助。

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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