近日，園林學(xué)院潘會(huì)堂教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊《Journal of Experimental Botany》上在線發(fā)表了題為“The Marssonina rosae effector MrSEP43 suppresses rose immunity by targeting the orphan protein RcBROG”的研究論文，該研究鑒定到一個(gè)薔薇盤(pán)二孢致病效應(yīng)蛋白，明確了與之互作的月季靶標(biāo)蛋白及其基因的功能，加深了對(duì)薔薇盤(pán)二孢致病效應(yīng)蛋白抑制月季免疫反應(yīng)分子機(jī)制的理解，為抗黑斑病月季品種的精準(zhǔn)培育提供了指導(dǎo)。
月季是北半球地區(qū)應(yīng)用最廣泛的露地花灌木和國(guó)際上最重要的切花作物之一。由薔薇盤(pán)二孢（Marssonina rosae）誘導(dǎo)的月季黑斑病是露地栽培月季面臨的最嚴(yán)重的病害之一，極大地影響了月季的觀賞價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。培育黑斑病高抗或免疫品種，研發(fā)新的黑斑病防控策略和技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)月季黑斑病的綠色、可持續(xù)防治具有重要意義，但精準(zhǔn)、高效的病害防控和育種工作需要建立在對(duì)月季和薔薇盤(pán)二孢互作機(jī)理的深入理解之上。
病原菌分泌的效應(yīng)蛋白在植物——病原菌互作過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。解析薔薇盤(pán)二孢致病效應(yīng)蛋白抑制月季免疫反應(yīng)的分子機(jī)制是明確月季和薔薇盤(pán)二孢互作機(jī)理的基礎(chǔ)，但到目前為止，涉及薔薇盤(pán)二孢致病過(guò)程的效應(yīng)蛋白尚不清晰，阻礙了人們對(duì)薔薇盤(pán)二孢致病效應(yīng)蛋白抑制月季免疫反應(yīng)的分子機(jī)制的理解。
該研究鑒定到一個(gè)在薔薇盤(pán)二孢侵染過(guò)程中顯著高表達(dá)的效應(yīng)蛋白基因MrSEP43。MrSEP43具分泌信號(hào)肽，可以抑制由BAX誘導(dǎo)的煙草細(xì)胞壞死。利用瞬時(shí)過(guò)表達(dá)和基于寄主介導(dǎo)的基因沉默（HIGS）技術(shù)，確定MrSEP43為薔薇盤(pán)二孢致病效應(yīng)蛋白基因，通過(guò)抑制月季胼胝質(zhì)累積、H2O2累積，干擾月季水楊酸和茉莉酸/乙烯信號(hào)通路發(fā)揮致病功能。進(jìn)一步利用Y2H、BiFC和LUC等方法，確定MrSEP43與月季孤兒蛋白R(shí)cBROG存在互作關(guān)系。利用瞬時(shí)過(guò)表達(dá)和基于病毒介導(dǎo)的基因沉默（VIGS）技術(shù)，確定RcBROG為月季黑斑病抗性的正調(diào)控因子，通過(guò)增強(qiáng)月季胼胝質(zhì)熒光強(qiáng)度、H2O2累積和抗性標(biāo)志基因的轉(zhuǎn)錄參與月季對(duì)薔薇盤(pán)二孢侵染的響應(yīng)。該研究為黑斑病高抗月季品種的精準(zhǔn)培育及月季黑斑病新型防控技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供了依據(jù)。
圖1過(guò)表達(dá)MrSEP43提高了薔薇盤(pán)二孢的致病性
圖2 薔薇盤(pán)二孢致病效應(yīng)蛋白MrSEP43 與月季蛋白 RcBROG互作
圖3 沉默RcBROG降低了月季的黑斑病抗性
園林學(xué)院博士生楊藝為論文的第一作者，潘會(huì)堂教授為通訊作者。該研究工作得到北京市自然科學(xué)基金的資助。
原文鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erae200/7665233
