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微生物所夏桂先研究組在棉花與黃萎病菌互作研究中取得新進展

作者: 發布時間:2019.01.23 文章來源:

  棉花黃萎病是由大麗輪枝菌引起的土傳維管束病害,是制約我國棉花生產的首要病害。從棉花黃萎病抗性品種中發掘關鍵抗病基因,進而通過分子育種與傳統育種相結合的方法提高主栽品種的黃萎病抗性,是當前棉花領域基礎和應用研究的重點。 

     質外體是植物細胞膜外由細胞壁和細胞間隙組成的系統,是植物抵御病原菌侵染的第一道屏障,在植物先天免疫中發揮重要作用。目前對于植物質外體免疫系統的組分及其在識別、防御病原微生物侵染過程中的生理功能還知之甚少。夏桂先課題組研究人員從棉花和大麗輪枝菌互作體系中分離鑒定了來源于棉花質外體的富半胱氨酸蛋白CRR1和幾丁質酶Chi28,以及來源于大麗輪枝菌的絲氨酸蛋白酶VdSSEP1,并對它們的功能進行了深入分析。作用機制研究發現,當黃萎病菌入侵時,棉花外泌Chi28CRR1到根質外體中,其中Chi28能夠降解病原菌細胞壁的幾丁質,而大麗輪枝菌則分泌絲氨酸蛋白酶VdSSEP1來水解棉花Chi28,從而阻止其對幾丁質的降解。更有趣的是,為了反擊病原菌的對抗,棉花外泌的CRR1在質外體中與Chi28相互作用,穩定Chi28而使其免受VdSSEP1降解,從而增強棉花的免疫防御。這些研究結果展示了大麗輪枝菌與棉花在根部質外體中的多重互作,為深入了解幾丁質觸發的植物先天免疫機制增添了新的實驗依據。

  圖:棉花CRR1Chi28與大麗輪枝菌VdSSEP1在棉花根質外體免疫中的相互作用模型 

    

  該研究成果已在線發表于植物學領域國際重要期刊The Plant Cell http://www.plantcell.org/content/early/2019/01/16/tpc.18.00390)上。夏桂先課題組博士畢業生韓利波和李元寶為文章的共同第一作者,夏桂先研究員和王海云副研究員為共同通訊作者。該工作得到中科院戰略性先導科技專項(B類)和國家自然科學基金的資助。 

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