中國農(nóng)大新聞網(wǎng)訊?12月5日，Journal of Experimental Botany在線發(fā)表了植物保護學院范軍教授團隊題為“Fungal oxysterol-binding protein-related proteins promote pathogen virulence and activate plant immunity”的研究論文。該研究報道了氧化固醇結合蛋白相關蛋白是一種新型免疫原性模式分子，對于激發(fā)植物先天免疫反應以及真菌病原體稻瘟病菌的生長、發(fā)育和毒力至關重要。

真核生物中的氧固醇結合蛋白（Oxysterol binding proteins，OSBPs）及其相關蛋白（ORPs）是一類進化上保守的脂質結合/轉移蛋白家族。ORPs成員均含有一個非常保守的羧基端ORD結構域，能夠結合固醇或其他脂質分子（如磷脂酰肌醇-4-磷酸PI4P）。不同生物體間ORPs基因的數(shù)量差異較大，目前對ORPs作用模式的理解主要是基于對酵母和人類的研究，它們與胞內脂質代謝、固醇/PI4P在脂質雙分子層之間的交換、囊泡和非囊泡運輸及信號轉導等多個細胞學過程密切相關。然而，對于多數(shù)ORPs在植物和絲狀真菌，尤其是在植物-病原體互作過程中的生物學功能仍有待研究。

稻瘟病是由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的一種真菌病害，分布遍及世界稻區(qū)，因此也是稻作生產(chǎn)中的主要病害。該團隊之前研究發(fā)現(xiàn)一個ORP基因的瞬時表達可觸發(fā)本氏煙草的細胞死亡。本研究通過序列分析、克隆及異位表達鑒定表明，稻瘟病菌中的6個MoORPs（MoORP1-6）基因在植物細胞中異位表達時均能夠激發(fā)免疫反應（細胞死亡和活性氧爆發(fā)）。前期研究將ORPs定義為胞質蛋白，但本研究結果顯示，可在真菌培養(yǎng)濾液和感染真菌的大麥植株細胞間液中檢測到?MoORPs蛋白的存在，表明MoORPs可被分泌到胞外空間。

利用重組MoORPs蛋白處理煙草Bright Yellow-2（BY-2）能夠引起活性氧爆發(fā)。更為重要的是，利用重組擬南芥或真菌ORPs滲透處理擬南芥可激發(fā)活性氧爆發(fā)、胼胝質沉積、PR1基因表達，并且增強了擬南芥植株對細菌性病原菌Pst DC3000的抗性（圖1），這說明ORPs可能作為觸發(fā)植物先天免疫的內源和外源性危險信號分子來發(fā)揮功能。

MoORP3外源處理激活擬南芥植株的先天免疫

植物防御相關激素是植物先天免疫的關鍵調控因素；在激發(fā)子flg22或elf18處理后，水楊酸（SA）和茉莉酸/乙烯（JA/ET）信號通路協(xié)同作用賦予擬南芥免疫反應。通過MoORPs胞外預處理及激素相關標記基因量化檢測發(fā)現(xiàn)，該處理激活了SA信號通路，但抑制了JA/ET應答基因的激活。此外，MoORPs觸發(fā)的免疫反應并不依賴于富亮氨酸重復受體激酶BAK1，盡管該激酶是參與類固醇激素響應和細胞死亡的重要調控因子。進一步分析發(fā)現(xiàn)，MoORP1和MoORP3的同時敲除使真菌菌落的徑向生長和分生孢子的產(chǎn)生能力嚴重受損；而MoORP1和MoORP2的雙重基因敲除降低了真菌對大麥和水稻植物的毒力（圖2）。以上結果揭示了MoORPs在調節(jié)植物先天免疫以及促進稻瘟病菌發(fā)育和毒力方面的多方面作用。

MoORPs是真菌毒力所必需的

該研究得到了國家自然科學基金（31872917）的資助。