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我室研究人员在《Plan Cell》合作发表文章揭示广谱抗病蛋白RPW8.2抗病分子机制


1022日,我室研究人员文颖强副教授参与的揭示广谱抗病蛋白RPW8.2抗病分子机制文章在线发表在《Plan Cell》杂志。

植物中大部分抗病蛋白只是对一种或几种病原菌具有一定的抗性,使其利用受到限制。拟南芥广谱抗病蛋白RPW8.2与上述抗病蛋白显著不同。它们不但对拟南芥白粉菌有抗性作用,而且对烟草白粉病、花叶病毒病和拟南芥霜霉病也具有一定程度的抗性作用。在拟南芥-白粉菌相互作用过程中,白粉菌侵染寄主后,通过使寄主细胞质膜内折、在寄主细胞内形成吸器,分泌真菌效应因子来抑制寄主的抗性反应、偷取寄主的营养,从而建立寄生关系。200911月研究发现,RPW8.2蛋白可以特异地锚定到白粉菌吸器外质膜上,诱导产生高浓度的过氧化氢于吸器复合体中,从而杀死吸器。这是迄今为止,在所有病原菌和寄主互作过程中,发现的第一个特异锚定到寄主与病原菌表面的蛋白,从而初步解释了该蛋白广谱抗病的分子机制。

然而,在拟南芥-白粉菌相互作用过程中,RPW8.2如何精确锚定到白粉菌吸器外质膜上,依然是一个谜。在最近发表的这篇Plant Cell文章中,研究人员历时五年,先后构建了100多个突变体,更加深入地揭示了RPW8.2抗病和运输的分子机制。研究结果表明,三个氨基酸位点(64位的苏氨酸,68位的缬氨酸和112位的天冬氨酸)对RPW8.2产生细胞死亡和发挥抗病作用至关重要;两个精氨酸、赖氨酸富集的氨基酸小motis(如R/K-R/K-x-R/K)和N端转膜结构域,共同构成了一个60个氨基酸残基序列,对RPW8.2精确锚定到白粉菌吸器外质膜上必不可少。此外,研究还新发现RPW8.2突变体其他一些亚细胞定位。这些结果不但揭示了RPW8.2精确锚定到白粉菌吸器外质膜上的关键氨基酸及其如何发挥抗病作用,还为在拟南芥-白粉菌相互作用过程中,在叶片表皮细胞中存在一种特异的、基于吸器外质膜的运输通路提供了证据。

  

A Comprehensive Mutational Analysis of the Arabidopsis Resistance Protein RPW8.2 Reveals Key Amino Acids for Defense Activation and Protein Targeting.pdf



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