New Phytologist | 丁新华/储昭辉团队研究揭示水稻细菌病害的致病机制！

水稻细菌性条斑病菌（Xoc）和水稻白叶枯病菌（Xoo）是主要的植物病原菌，可引起白条病 (BLS) 和白叶枯病 (BB)，导致水稻产量和品质下降。通常，黄单胞菌使用III型分泌系统 (T3SS) 将效应蛋白，包括类转录激活蛋白（TAL）和非TAL效应蛋白传递到宿主细胞中，以干扰水稻免疫。非TAL效应蛋白，也称为黄单胞菌外蛋白，通常具有假定的酶学特性。TAL效应蛋白属于AvrBs3 组，通常具有保守的结构，例如核定位信号基序、酸性转录激活域和重复可变双残基 (RVD)。每个TAL效应蛋白包含不同数量的中心重复序列，它们类似地由33到35个氨基酸组成，每个重复序列在12和13位的RVD决定了对靶基因的效应蛋白结合元件 (EBE) 的识别。这些重复可以形成一个左手的双螺旋束，产生一个DNA环，以及一个与启动子结合以实现TAL效应子蛋白DNA识别的右手超螺旋。

2021年11月23日，国际权威学术期刊New Phytologist发表了山东农业大学丁新华和武汉大学储昭辉团队的最新相关研究成果，题为Tal2b targets and activates the expression ofOsF3H03g to hijack OsUGT74H4 and synergistically interfere with rice immunity的研究论文。

• 类转录激活蛋白 (TAL) 效应蛋白是由水稻黄单胞菌的III型分泌系统分泌的主要毒力因子。水稻细菌性条斑病菌（Xoc）和水稻白叶枯病菌（Xoo），分别在水稻中引起细菌性叶条纹和细菌性枯萎病。然而，关于Xoc TAL效应蛋白功能在促进细菌毒力方面的知识仍然有限。
• 本研究从黄冈（中国湖北）的爆发地区分离了高毒力的Xoc菌株HGA4，其中包含在中国模式菌株RS105中未发现的四个TAL效应蛋白。其中，选择Tal2b引入RS105，导致病变长度比对照更长。
• Tal2b直接与基因的启动子区域结合并激活OsF3H_03g的表达，OsF3H_03g在水稻中编码2-酮戊二酸依赖性双加氧酶。OsF3H_03g通过直接减少水杨酸 (SA) 负向调节水杨酸 (SA) 相关防御，并在水稻对Xoc和Xoo的易感性中起积极作用。
• OsF3H_03g与尿苷二磷酸糖基转移酶蛋白(OsUGT74H4) 相互作用，该蛋白正调节细菌性条斑病菌易感性，并可能通过糖基化修饰使SA失活。

图1. Xoc菌株HGA4在水稻上显示出比RS105更高的致病性，并携带更多的TAL效应蛋白

图2 . Tabl2b激活OsF3H_03g以增强RS105的致病毒力

图3. OsF3H_03g正调控水稻对BLS、BB和SB的敏感性

图4. OsF3H_03g负调控水稻水杨酸 (SA) 介导的免疫

图5. 鉴定OsF3H_03g和OsUGT74H4之间的相互作用

图6. OsUGT74H4作为水稻对Xoc易感性的正调节蛋白

图7. OsUGT74H4负调控水稻SA相关防御

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