Plant Cell | 中国农大孙文献团队揭示磷酸酶效应蛋白如何促进水稻假黑穗病的发生！

2022年5月26日，国际权威学术期刊The Plant Cell发表了中国农业大学孙文献团队的最新相关研究成果，题为stilaginoidea virens secretes a family of phosphatases that stabilize the negative immune regulator OsMPK6 and suppress plant immunity的研究论文。同时，本期的The Plant Cell还发表了题为A virulence effector resolved: how a fungal phosphatase effector promotes rice false smut的评论文章。

科研人员发现了一种新的真菌小的、分泌的富含半胱氨酸的效应蛋白SCRE6的毒力作用，该效应蛋白在稻绿核菌中引起水稻假黑穗病。以前曾发现稻绿核菌的一系列假定效应蛋白可以启动坏死，包括参与抑制免疫的SCREs。人们意外地发现小肽SCRE6具有一种新的磷酸酶活性，而没有典型的催化模体。总的来说，科研人员表明SCRE6作为一种蛋白酪氨酸磷酸酶，能使负性免疫调节蛋白OsMPK6去磷酸化和稳定，以促进水稻假黑穗病。

工作模型说明了SCRE6如何通过作为酪氨酸磷酸酶的功能来抑制植物免疫

OsMPK6是拟南芥中MPK4的同源蛋白。典型的MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4级联对植物的先天免疫力进行负向调节。像其他激酶一样，这些激酶识别微生物或损伤相关的分子模式（M/DAMPS），并激活从MAPKKK到MAPKK到MAPK的三向磷酸化级联，导致植物防御反应，如ROS生成、防御标记基因表达的诱导和超敏反应。缺少这些基因的拟南芥突变体具有增强的抗病性，而组成型表达MPK4使拟南芥更容易受到丁香假单胞菌的影响。在水稻中，OsMPK6负向调节对黄单胞菌Xoo的抗病性。

科研人员首先探索和验证了SCRE6的真菌效应蛋白的典型特征（即分泌、在宿主细胞内转位和感染期间的表达）。接下来，包括荧光素酶互补成像、免疫共沉淀和GST下拉试验在内的多种方法确定了OsMPK6是SCRE6的一个靶标。然后，科研人员通过体外和体内试验证明，OsMPK6的磷酸化会促进其降解，而SCRE6的存在会降低其磷酸化水平。

SCRE6作为稻绿核菌的一个重要毒力效应蛋白的功能

为了阐明SCRE6是否作为一种激酶抑制因子、磷酸酶或磷酸化酶来实现OsMPK6磷酸化水平的这种下降，科研人员使用了三个令人信服的平行实验。首先，他们使用了一个体外磷酸化实验，其中GST-OsMPK6被一个组成型活性的GST-OsMKK1DD形式磷酸化。反应终止后，在混合物中加入GST-SCRE6、GST-SCRE2或BSA，用自动射线照相法检测OsMPK6的磷酸化形式，显示只有在加入SCRE6时才有减少。第二，为了区分磷酸酶或裂解酶的功能，由GST-OsMKK1DD预磷酸化的His-OsMPK6首先被GST-SCRE6去磷酸化。移除GST标记的蛋白，富集His-OsMPK6，并加入GST-OsMKK1DD。有趣的是，免疫印迹分析显示，His-OsMPK6再次被重新磷酸化。这种SCRE6介导的去磷酸化的可逆性进一步排除了它可能作为一种抑制因子或磷酸酶的作用。第三，通过使用发色底物4-硝基苯磷酸二钠盐六水合物的简单体外磷酸酶试验，进一步验证了磷酸酶的活性。最后，通过进行类似的实验但用另一个MPK来探索SCRE6对OsMPK6的特异性。质谱分析显示，磷酸基团被从磷酸酪氨酸中去除，提供了SCRE6是一种酪氨酸磷酸酶的令人信服的证据。

SCRE6与OsMPK6在体外和体内的相互作用

通过在转基因SCRE6和OsMPK6株系的水稻原生质体中进行不同的检测，也证明了SCRE6介导的去磷酸化OsMPK6在体内的稳定作用。总之，科研人员证明了SCRE6-OsMPK6的相互作用在稻绿核菌毒力中的重要作用。这项工作表明，在植物-病原体相互作用中起作用的选择压力可以驱动来自意外来源的新型酶活性的进化。

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