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康振生教授课题组在小麦条锈菌致病机理研究方面取得重要进展

  近日,植物学顶尖杂志New Phytologist(IF=7.21)在线发表了旱区作物逆境生物学国家重点实验室康振生教授团队论文“ Puccinia striiformis f. sp. tritici microRNA-like RNA 1 (Pst-milR1), an important pathogenicity factor of Pst, impairs wheat resistance to Pst by suppressing the wheat pathogenesis-related 2 gene”。王冰博士后为第一作者,王晓杰和康振生教授为通讯作者。该研究揭示了小麦条锈菌小RNA跨界致病的新机制。

  自然界中,植物不断受到病原菌的攻击,经过漫长演化过程,产生了一系列复杂的防御机制。同时,病原菌也不断进化,产生新的致病因子,抑制寄主植物的防卫反应,从而使寄主植物感病。植物与病原菌在相互斗争、 协同进化中逐渐形成了一种动态平衡。其中,病原菌致病的致病因子在决定输赢方面起着关键作用。

  由条型柄锈菌小麦专化性引起的条锈病是小麦上的一种重大生物灾害。由于小麦条锈菌频繁变异,常常导致小麦品种抗病性不断“丧失”,引致病害流行成灾,严重威胁着小麦的生产安全。为此,康振生教授研究团队针对小麦条锈菌毒性变异这一科学问题,长期开展条锈菌毒性变异的基础研究。发现小麦条锈菌与小麦长期的斗争过程中,进化产生了一种特异小RNA,命名为Pst-milR1。条锈菌Pst-milR1具有类似于植物miRNA的典型特征,能够模拟植物miRNA的功能,通过跨界干扰的方式靶定到寄主小麦的重要抗病基因病程相关蛋白2(pathogenesis related proteins 2,PR2)。病程相关蛋白是植物在病原物侵染下诱导产生的防卫基因,是植物防卫反应系统的重要组份。该研究在锈菌研究领域首次报道了条锈菌在进化过程中产生了一种类似发挥效应子功能的小RNA,跨界进入寄主植物调控植物的防卫反应,从而帮助病菌侵染定殖,危害植物。研究结果对开发病害新的防控策略具有重要的指导意义。

  该研究得到国家重点基础研究发展计划(“973”计划)、国家优秀青年基金等项目的资助。

  原文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.14577/full