西北农林科技大学（789）植保学院作物病害监测与治理团队在大丽轮枝菌蛋白功能研究中取得新进展

近日，植保学院作物病害监测与治理团队在《Plant, Cell & Environment》期刊上发表了题为“Dual‐Role GH7 Family Proteins From Verticillium dahliae Function as Virulence Factors and Intracellular Effectors Triggering NLR‐Mediated Immunity”的研究论文。学院纪晓斌博士为论文第一作者，胡小平教授、中国农科院植物保护研究所陈捷胤研究员和张丹丹研究员为论文共同通讯作者。

大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）的6个糖苷水解酶7家族（GH7）蛋白具有双重功能，既是促进病菌侵染的毒力因子，又能作为非经典胞内效应子，通过SGT1-NDR1信号通路激活植物NLR介导的效应子触发免疫（ETI），且其免疫激活功能与酶催化活性无关，依赖胞质定位。

6个GH7基因缺失均显著降低大丽轮枝菌对棉花的毒力，但不影响病菌营养生长和穿透能力，且这些基因在侵染早期显著上调表达（图1）。GH7蛋白均含功能信号肽可被分泌，且能转运至植物细胞内定位于细胞质。缺失信号肽的GH7蛋白可诱导植物细胞死亡，而导向质外体的变体则丧失该能力；催化位点突变体虽无酶活性，但仍能诱导细胞死亡。该研究揭示了大丽轮枝菌GH7家族蛋白的双重功能，阐明其作为胞外毒力因子降解植物细胞壁、促进侵染，同时作为胞内效应子激活植物ETI的分子机制，且免疫激活依赖SGT1-NDR1介导的NLR信号通路，与酶活性无关。这一发现拓展了对真菌代谢酶进化为效应子的认知，为解析宿主-病原菌协同进化提供新视角，也为黄萎病防控提供了潜在分子靶点。

大丽轮枝菌6个GH7突变体的毒性与生长型分析。（A）Junmian 1苗期接种野生型菌株Vd991和GH7的6个突变体及清水对照的发病表现；（B）野生型菌株Vd991和GH7的6个突变体在PDA培养基上的生长表型；（C）GH7的6个基因在大丽轮枝菌侵染棉花幼苗时的表达模式。

该研究得到国家重点研发计划项目（2022YFE0111300）、国家自然科学基金项目（32470210, 32370213, 32302327）等的支持。

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41334597/

编辑：王学锋

终审：刘玉峰