新发现！番茄抗菟丝子寄生的分子机制被揭示！学术资讯

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寄生植物的吸入器伸入到宿主组织并连接两种植物的维管束系统，从而使寄生植物能从宿主吸收水和光合同化物和其他有机和无机化合物。通常宿主植物是无法识别此类感染，最终导致宿主植物被损害。然而栽培番茄是少数几个能够抵御寄生植物并保持不相容，但是其机制一直不清楚。2020年10月20日，Nature Communications杂志在线发表了来自德国Markus Albert课题组题为“The tomato receptor CuRe1 senses a cell wallprotein to identify Cuscuta as a pathogen”的研究论文。该研究表明了菟丝子中富含甘氨酸的蛋白（GRP）的最小的肽表位Crip21可作为病原体相关分子模式，并特异结合番茄的膜结合免疫受体Cuscuta Receptor 1（CuRe1），导致宿主启动防御反应。

菟丝子属植物是茎寄生植物，包含约200个种。菟丝子属于茄目，旋花科，菟丝子属。由于它们的寄生性质，它们没有根部或叶片，而是具有专门的宿主附着和入侵的吸根。吸入器伸入到宿主组织并连接两种植物的维管束系统，从而使寄生植物能从宿主吸收水和光合同化物和其他有机和无机化合物。与大多数其他寄生植物相比，菟丝子具有广泛的寄主范围，包括豆科、菊科、禾本科、茄科、蓼科等植物。（见下图左）。但是栽培番茄是少数几个能够抵御寄生植物并保持不相容，在入侵部位可见为超敏反（见下图右），应然而其机制一直不清楚，并且尚未发现可能将寄生植物标记为入侵者的寄生植物的分子模式。

图 1. 菟丝子与烟草和番茄的关系

该研究首先从菟丝子细胞壁提取物中纯化了分离了11 kDa蛋白，并将其鉴定为富含甘氨酸的蛋白（CrGRP）（如下图）。进一步鉴定该CrGRP的最小的肽基序，该基序必须足以触发防御程序。研究表明含有21个氨基酸的肽，称为富含半胱氨酸的肽21（Crip21）可作为病原体相关分子模式。

之后，该研究表明CrGRP和Crip能特异性与番茄的膜结合免疫受体Cuscuta Receptor 1（CuRe1）结合，并且肽表位Crip能作为CuRe1受体的特异性配体。此外，该研究表明CrGRP以依赖CuRe1受体而触发宿主植物的防御反应。

综上所述，该研究发现番茄受体CuRe1能感测菟丝子的细胞壁蛋白以识别菟丝子作为病原体，为了解寄生植物的抗性机理提供了初步了解，并为通过工程化对寄生植物的抗性来保护作物提供了巨大的潜力。

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