人才强校 中国农业大学孙文贤教授团队揭示水稻黑穗病致病新机制

中国农业大学讯 近日，中国农业大学植物保护学院孙文文教授团队在The Plant Cell在线发表题为“Aspergillus oryzae Effector SCRE6 as a new tyrosine Phosphatase to stableimmune negativeregulation”的在线论文。 研究论文《Ustilaginoideavirens Secretes a Family of Phosphatases that Stabilization the Negative Immunity Regulators OsMPK6 and Suppress Plant Immunity》揭示了米曲霉的一种新的致病机制，米曲霉分泌一种酪氨酸蛋白磷酸酶，通过去磷酸化和抑制植物免疫来稳定水稻免疫负调节剂OsMPK6。抑制水稻免疫力。 同期，《植物细胞》发表了Judith Van Dingenen的文章，题为“毒力效应因子致病性的新机制：真菌磷酸酶效应因子如何突破宿主免疫并促进水稻高粱感染”（A virulenceeffectorsolved:Howa真菌磷酸酶效应子促进水稻黑穗病）评论文章。

水稻黑穗病是发生在水稻生长发育后期的一种真菌性穗部病害。 近年来，该病在我国乃至世界稻区普遍发生，且逐年严重，已成为水稻上最重要的病害之一。 该病害造成水稻瘪粒数显着增加，千粒重减少，严重影响水稻产量； 水稻高粱病原菌产生大量霉菌毒素污染水稻，严重威胁人类和动物健康。 由于水稻黑穗病是新近发生的暴发疫情，对其致病分子机制的研究缺乏，使得目前水稻黑穗病的防治工作十分困难。

本研究以米曲霉富含半胱氨酸的蛋白 SCRE6 为研究对象，证实 SCRE6 是米曲霉中发挥重要毒力功能的效应蛋白。 生化实验表明SCRE6是水稻免疫的负调节因子，OsMPK6（丝裂原激活蛋白激酶6）是靶标酪氨酸蛋白磷酸酶。 当水稻受到病原菌感染时，识别PAMP并诱导OsMPK6磷酸化，通过26S蛋白酶体途径促进其降解，激活水稻抗病性。 米曲霉分泌的SCRE6可以特异性地使OsMPK6去磷酸化，从而抑制OsMPK6的降解。 这种蛋白质的积累会促进米曲霉的感染； 此外，在米曲霉中还发现了3个SCRE6同源蛋白，它们均由SCRE6组成。 酪氨酸蛋白磷酸酶的一个新家族。 该研究揭示了米曲霉致病的新机制，为通过基因编辑技术创建新型抗病水稻种质提供思路。

博士研究生郑新航为论文第一作者，孙文文教授为通讯作者。 该研究由吉林农业大学研究团队、我所刘军教授、中国科学院微生物研究所张杰研究员共同完成； 国家自然科学基金（31630064和U19A2027）和现代农业产业技术研究体系专项基金资助。

近年来，孙文贤教授领导的水稻与病原菌相互作用研究团队在水稻抗病性、水稻与黑穗病/细菌性叶斑病相互作用等方面取得了一系列高水平的研究成果。 他们已在《Molecular Plant》（2015）、Plant Physiology（2018）、Nature Communications（2014；2021）、Science Signaling（2021）等期刊上发表研究成果，成果发表在国际上著名综述期刊《Annual Review of Phytopathology》（2020），综述了水稻黑穗病病害循环、致病机制和病害防治的最新进展。

供稿：中国植物保护研究所

照片提供：植物保护研究所