重磅！《自然•通讯》| 山东农大科研团队揭秘病菌“特工”如何操控植物免疫系统

山东农大张修国教授团队揭示

植物病原卵菌效应子如何巧夺

免疫调控权机制

2024年7月27日，国际权威学术期刊《自然•通讯》以A conserved oomycete effector RxLR23 triggers plant defense responses by targeting ERD15La to release NbNAC68为题，发表了山东农业大学植保学院张修国教授团队的最新研究成果。该研究成功揭示了辣椒疫霉病菌中一个关键致病因子RxLR23如何操控辣椒免疫系统的秘密，为辣椒疫病的防控提供了新的科学视角。

辣椒疫霉，这种令人头疼的病原菌，广泛侵袭茄科、葫芦科等多种植物，特别是辣椒，给农业生产带来了巨大的经济损失。据统计，辣椒疫病在适宜条件下发病率可高达80%以上，严重制约了辣椒产业的发展。长期以来，由于对该病菌致病机制的研究不足，抗病品种的选育和病害防控主要依赖于化学农药，这不仅增加了生产成本，还对环境造成了污染。

张修国教授团队历经十余年，从辣椒疫霉高致病力菌株SD33中克隆出了RxLR效应子RxLR23。这一发现如同一把钥匙，解锁了病菌如何“操控”植物免疫系统的秘密。通过CRISPR/Cas9等先进技术，研究团队证实RxLR23是辣椒疫霉的重要致病因子，并在高致病力菌株中发现了其独特的两个氨基酸突变（K93和M320），将其命名为RxLR23KM。

研究团队发现，RxLR23KM不仅能够激发植物的免疫反应，还通过一系列复杂的分子机制干扰了植物体内的免疫调控网络。RxLR23KM能够特异性地与植物体内的一种早期响应脱水蛋白ERD15La结合，而ERD15La实际上是一个负调控因子，会抑制植物免疫反应的启动。然而，RxLR23KM的出现打破了这一平衡，它干扰了ERD15La与另一个关键转录因子NbNAC68的相互作用，使得NbNAC68能够正常发挥其介导植物免疫的功能。

该研究结果丰富了植物病原卵菌致病流行机制的理论内容，为辣椒抗病品种选育、合理布局及适时制定综合绿色防控技术提供了重要的理论依据。该成果得到国内外同行的高度认可与赞同。本论文第一作者为山东农大植保学院博士毕业生盛慧，张修国教授为论文通讯作者。山东农大植保学院在读博士艾聪聪、园艺学院博士后杨灿灿、生命科学学院副教授朱春原，山东师大生命科学学院副教授孟哲，东北农大园艺学院教授吴凤芝，中国农大植保学院副教授王晓丹，南京农大植保学院教授窦道龙，美国鲍林格林州立大学生命科学院Paul F. Morris参与了该研究工作。本研究获得了国家大宗蔬菜产业体系岗位、国家自然科学基金重点项目、山东省重点研发计划项目的资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-50782-3

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来源：党委宣传部（新闻中心） 植保学院 科技处

通讯员：原雪峰 贾波  记者：赵伟烨

编辑：郭海涵 孟童
审校：胡学俭 李庆亮 张钦龙 赵然

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