2024年9月17日,河北农业大学植物保护学院杨文香团队在New Phytologist(中科院一区,IF=8.3)在线发表了题为“A thaumatin-like effector protein suppresses the rust resistance of wheat and promotes the pathogenicity of Puccinia triticina by targeting TaRCA”的研究论文,本研究首次鉴定了一种定位在叶绿体中的小麦叶锈菌类甜蛋白Pt9029,并揭示了这种效应蛋白的TLP结构域如何与叶绿体内的Rubisco活化酶(TaRCA)相互作用,有效抑制TaRCA的功能,导致Rubisco酶活性下降,从而削弱小麦对叶锈病的抵抗力。
研究通过验证小麦叶锈菌(Puccinia triticina, Pt)分泌的效应蛋白Pt9029的功能,明确了其在小麦中的目标蛋白,表明该效应蛋白通过抑制Rubisco酶活性削弱宿主植物的抗病能力,进而增强了Pt的入侵、生长及定殖能力。Pt9029与TaRCA之间的相互作用干扰了宿主植物在Pt感染过程中通过调节ROS和HR介导的抗病机制,最终促进了病原体的致病性。研究证实了TaRCA在正向调控小麦对叶锈病抵抗中的作用。这一发现不仅为理解小麦叶锈菌的致病机制提供了新见解,也为制定新的病害防治策略提供了关键信息。
Pt9029促进小麦锈菌(Puccinia triticina, Pt)致病性,抑制小麦免疫
沉默TaRCA后TcLr2b中TaRCA的功能分析
小麦叶锈菌分泌的Pt9029 thaumatin结构域与TaRCA相互作用,抑制了植物的防御反应
Pt9029通过靶向TaRCA抑制小麦免疫的工作模型
河北农业大学植物保护学院常佳迎博士为该论文的第一作者。河北农业大学杨文香教授和河北省农林科学院植物保护研究所石杰研究员为该论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(32172367, 31571956),河北省自然科学基金省(C2020204071, C2024204135)和现代农业河北省小麦产业体系研究(HBCT2023010205)资助。
论文链接:
https://doi.org/10.1111/nph.20142
2024年8月14日,河北农业大学植物保护学院杨文香团队在planta((IF 4.54,中科院二区))发表了题为“Wheat Leaf Rust Fungus Effector Protein Pt1641 Is Avirulent to TcLr1”的研究论文。
研究发现Pt效应蛋白Pt1641是一种在细胞膜上起作用的分泌蛋白,可抑制bax诱导的benthamiana PCD。Pt1641在不同Pt生理小种中的表达水平和变化趋势不同。在小麦近等基因系TcLr1中,Pt1641可以诱导胼胝质沉积和H2O2积累。HIGS对TcLr1上接种的FGD中的Pt1641沉默,导致锈菌的致病表型的改变,Pt1641对Lr1表现无毒力。
河北农业大学植物保护学院常佳迎博士为该论文的第一作者。河北农业大学杨文香教授闫红飞教授为该论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(32172367, 31571956),河北省自然科学基金省(C2020204071)和现代农业河北省小麦产业体系研究(HBCT2023010205)资助。