植物病理學家研究亞洲大豆銹菌如何超越植物免疫系統(tǒng)

愛荷華州立大學的科學家正在拼湊關于全球害蟲如何破壞大豆免疫系統(tǒng)的線索。大豆銹菌是全球大豆生產(chǎn)商面臨的最大威脅之一，盡管在愛荷華州很少見。在最近發(fā)表在同行評審的科學雜志PLoS Pathogens上的一篇論文中，一組ISU植物病理學家提供的證據(jù)表明，病原體分泌的蛋白質(zhì)削弱了大豆的免疫系統(tǒng)并使真菌繁殖。

植物病理學和微生物學教授，該研究的高級作者史蒂夫惠特姆說，進一步研究蛋白質(zhì)如何與大豆免疫反應相互作用可以更好地保護大豆銹菌和其他植物中的類似病原體。

惠特姆說，大豆銹菌在與大豆植物接觸時會分泌100多種蛋白質(zhì)。Whitham的研究小組發(fā)現(xiàn)，其中之一是一種小分泌的富含半胱氨酸的蛋白質(zhì)，稱為PpEC23，它會干擾植物用于觸發(fā)病原體免疫的兩種主要途徑。研究人員專注于該蛋白質(zhì)，并了解到它與大豆植物中的另一種蛋白質(zhì)SPL121相互作用，后者調(diào)節(jié)免疫反應。

Whitham說，從本質(zhì)上講，銹菌可以破壞SPL121并關閉大豆植物的免疫系統(tǒng)。

“我們的想法是，如果我們能夠破壞這種互動，我們就會拿走真菌中的一種武器，”他說。“該工廠可能能夠更有效地保護自己。”

大豆植物和許多其他生物有兩種主要途徑可以引發(fā)免疫反應。其中之一被稱為病原體相關的分子模式觸發(fā)免疫，其中與病原體相關的保守分子被生物體的免疫系統(tǒng)識別。免疫應答的另一個主要途徑是效應器觸發(fā)的免疫，其中當生物體的抗性基因一對一地檢測致病基因時開始保護性應答。

Whitham說，他的研究中發(fā)現(xiàn)的小分泌的富含半胱氨酸的蛋白質(zhì)可以避免大豆植物中的兩種免疫途徑。

他說，到目前為止，亞洲大豆銹病在愛荷華州幾乎沒有受到威脅，因為寒冷的冬天包含了真菌的傳播。然而，溫暖的東南部各州必須應對這種疾病，并且它是南美大豆生產(chǎn)者面臨的最具破壞性的疾病之一，他說。

此外，惠特姆說，許多其他植物，如小麥，都患有類似于PpEC23基因的類似鐵銹真菌，他的研究也可能對這些物種產(chǎn)生影響。

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