植物免疫研究团队揭示锈菌特异效应子PstSIE1抑制植物免疫反应新机理

10月29日，植物免疫研究团队在《The Plant Journal》上在线发表了题为“A stripe rust fungal effector PstSIE1 targets TaSGT1 to facilitate pathogen infection”的研究论文。该研究鉴定到一个与小麦TaSGT1互作的条锈菌特异效应子PstSIE1（SGT1-Interacting Effector 1），阐明了PstSIE1能够干扰TaSGT1-TaRAR1复合物的形成，抑制小麦免疫以促进病菌侵染。郭军教授为该论文的通讯作者，博士研究生王韵茜、刘聪为论文的共同第一作者。

小麦条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. triici, Pst）是严格专性寄生真菌，其引起的小麦条锈病严重危害小麦生长，威胁我国粮食安全。植物在感知病原菌侵染时，免疫系统会及时而高效地工作。SGT1作为植物防御信号中重要的免疫因子，不仅参与植物广谱抗性和许多抗病基因（R基因）介导的抗病反应，而且通过与RAR1互作实现分子伴侣功能。因此，鉴定获得靶向小麦重要免疫调节因子TaSGT1的条锈菌效应子，明确病菌效应子调控植物免疫机理，将为开发新的条锈病防控策略具有重要意义。

在小麦与条锈菌互作中，TaSGT1被显著诱导表达。瞬时沉默TaSGT1并接种条锈菌后发现，沉默植株中过氧化氢（H2O2）积累显著减少，病菌菌丝面积增大，表明TaSGT1为一个小麦免疫正向调控因子。通过筛选酵母双杂交文库筛选，利用蛋白互作技术，鉴定到与TaSGT1互作的锈菌特异效应子PstSIE1。进一步创制PstSIE1-RNAi稳定沉默株系接菌后发现，病菌侵染诱导的H2O2积累显著上调，防御相关基因TaPR1、TaPR2、TaWRKY53和TaXa21的表达水平显著升高，而PstSIE1过表达株系接菌后与沉默植株表现相反的趋势，表明 PstSIE1是一个条锈菌重要致病因子。

SGT1通过其CS结构域与RAR1互作形成蛋白复合体，单独沉默和共沉默实验发现TaSGT1和TaRAR1可能组成复合体发挥抗病功能。进一步研究发现，PstSIE1能够在体内和体外与TaRAR1竞争性结合TaSGT1，推测PstSIE1通过靶向TaSGT1并干扰TaSGT1-TaRAR1复合物的形成以抑制寄主免疫。该研究率先鉴定到靶向小麦重要免疫调节因子TaSGT1的锈菌特异效应子PstSIE1，明确了其与TaRAR1竞争性结合TaSGT1，促进病菌侵染，为实现小麦条锈病的可持续控制提供了基因资源与理论依据。

锈菌特异效应子PstSIE1抑制小麦免疫的模式图

该研究得到国家、教育部、陕西省和学校有关项目的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16019

编辑：王学锋

终审：徐海