東北地理所在大豆孢囊線蟲致病機理研究方面取得重要進(jìn)展
大豆孢囊線蟲 (Soybean cyst nematode, SCN; Heteroderaglycines)是引起大豆減產(chǎn)最嚴(yán)重的病害之一。合理種植抗病大豆品種是當(dāng)前世界范圍內(nèi)防治SCN最安全有效的手段。但是長期種植單一抗性品種致使SCN新的毒性生理小種出現(xiàn)，導(dǎo)致原有抗性喪失。因此，解析SCN逃避寄主免疫防御的致病機制對抗病遺傳育種具有重要的理論和實踐意義。
效應(yīng)蛋白是一類由線蟲食道腺、頭感器、尾感器和表皮等組織分泌到寄主細(xì)胞的蛋白或肽類小分子化合物。在與寄主互作過程中，植物寄生線蟲利用口針刺穿植物細(xì)胞壁，并將效應(yīng)蛋白經(jīng)口針注入到植物細(xì)胞中幫助其抑制或逃避寄主免疫反應(yīng)并建立取食位點。因此，在分子層面深入解析SCN食道腺效應(yīng)蛋白的毒性機制對于認(rèn)識線蟲致病機理、品種抗性喪失、針對性地開發(fā)新抗病資源尤為重要。東北地理所農(nóng)田有害生物控制學(xué)科組研究團(tuán)隊從SCN中克隆到一個效應(yīng)蛋白基因Hg16B09, 發(fā)育表達(dá)模式分析及原位雜交結(jié)果顯示Hg16B09是一個與SCN寄生相關(guān)的食道腺分泌型效應(yīng)蛋白；亞細(xì)胞定位分析表明Hg16B09主要分布在植物細(xì)胞胞質(zhì)和細(xì)胞核中（圖A-D）。通過體外RNAi抑制Hg16B09表達(dá)后未對線蟲的早期侵染產(chǎn)生影響，而寄主介導(dǎo)RNAi干擾Hg16B09表達(dá)后則導(dǎo)致線蟲的繁殖能力顯著降低；大豆轉(zhuǎn)基因發(fā)根異源過表達(dá)Hg16B09后則表現(xiàn)出對線蟲敏感性增加。此外，Hg16B09也能夠抑制免疫激發(fā)子flg22誘導(dǎo)的PTI反應(yīng)。以上實驗結(jié)果表明，Hg16B09是一個由SCN食道腺分泌的重要毒性效應(yīng)子蛋白，通過與寄主內(nèi)靶向蛋白相互作用抑制植物的基礎(chǔ)免疫防御反應(yīng)，進(jìn)而幫助線蟲完成寄生生活。該研究結(jié)果將有助于深入理解SCN致病和植物免疫應(yīng)答的機理，為針對性開發(fā)新抗病靶標(biāo)以及探索新的SCN防治策略提供理論基礎(chǔ)。
該研究發(fā)表在國際植物期刊Plant Science上，胡巖峰助理研究員和尤佳博士為本論文的共同第一作者，王從麗研究員為通訊作者。該成果得到了國家自然科學(xué)基金(31601617, 31471749)、東北地理所優(yōu)秀青年人才基金及黑龍江省自然科學(xué)重點基金的支持（ZD2017006）。
A.Hg16B09序列同源性分析；B. Hg16B09的亞細(xì)胞定位；C.Hg16B09組織表達(dá)特異性；D. Hg16B09在線蟲不同發(fā)育階段表達(dá)特征
文章信息：
Yanfeng Hu#, Jia You#, Chunjie Li, Fengjuan Pan, CongliWang*. TheHeteroderaglycineseffector Hg16B09 is required for nematode parasitism and suppresses plant defense response. Plant Science, 2019.doi.org/10.1016/j.plantsci.2019.110271.
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