近日,中国热科院香饮所植物保护研究室在大丽轮枝菌与棉花互作机制研究方面取得新进展,成功揭示了大丽轮枝菌致病因子VdEPG1与棉花茉莉酸合成相关物质植物二烯酸还原酶GhOPR9互作机制,研究结果为棉花黄萎病抗病育种提供重要依据。
大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病是一种土传维管束真菌病害,被称为棉花“癌症”,由于该病原菌生存能力极强,因此棉花黄萎病的田间防治困难。近年来研究表明,大丽轮枝菌通过分泌大量致病相关的毒性蛋白抑制寄主植物的免疫反应,使寄主发病。研究这些毒性蛋白的致病机理及其与宿主的互作机制成为植物病理学研究领域的一大热点。
本研究发现大丽轮枝菌分泌一个内源多聚半乳糖醛酸酶VdEPG1。作为毒性因子能够抑制由NLP1/INF1引起的宿主免疫反应;VdEPG1能够通过调节大丽轮枝菌生长发育,进而正向调控其毒性。进一步研究发现,当大丽轮枝菌侵染寄主时,茉莉酸合成途径相关蛋白植物二烯酸还原酶(GhOPR9)能够与VdEPG1在细胞膜上发生相互作用,诱发植物免疫反应,抵御大丽轮枝菌的侵染(图1)。
该研究成果以“The glycoside hydrolase 28 member VdEPG1 is a virulence factor of Verticillium dahliae and interacts with jasmonic acid pathway-related gene GhOPR9”为题发表在国际著名期刊《分子植物病理学(Molecular Plant Pathology)》(中科院一区Top期刊,IF=5.520)上。中国热科院香饮所助理研究员刘世超,香饮所研究实习员柳瑞冰,中棉所吕峻元博士为共同第一作者,中棉所朱荷琴研究员和冯鸿杰研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(32172081),新疆维吾尔自治区自然科学基金(2022D01E101)等项目资助。
图1 VdEPG1与GhOPR9互作调节棉花黄萎病抗性