炭疽菌为植物十大病原之一，其广泛致病的机制还了解的很少。研究团队前期围绕苹果重大病害炭疽叶枯病害体系，结合运用组学与基因功能分析手段鉴定到一个果生炭疽菌（C.fructicola）侵染苹果关键效应蛋白CfEC12。该蛋白为刺盘孢属真菌特效应因子，预测含外泌信号肽和保守CFEM结构域，并定位到细胞核。CfEC12基因在病菌附着胞分化与穿透阶段特异高表达，基因敲除突变体致病力明显降低，有明显的BAX坏死、胼胝质积累和活性氧爆发等防卫反应抑制活性。
植物NPR1为水杨酸受体。NIMIN蛋白是一类调控NPR1抗病信号通路的关键蛋白，精细调控抗病防卫动态进程。在植物正常生长时，NIMIN3与NPR1结合避免免疫反应过度激活；当感受到病原攻击时，NIMIN2和NIMIN1会依次与NPR1结合，促进与水杨酸的结合和PRs蛋白表达，增强植物免疫反应。
该研究通过蛋白互作分析发现CfEC12可与苹果MdNIMIN2互作，其互作依赖于CfEC12的CFEM结构域。基于酵母双杂、酵母三杂试验研究了CfEC12、MdNIMIN（1—3）、NPR1的三元互作关系。通过瞬时和稳定转基因苹果抗性测定均表明MdNIMIN2显著影响苹果对C.fructicola的抗性。进一步分析发现CfEC12与苹果NPR1共同竞争NIMIN2蛋白的13-63位氨基酸，阻碍NIMIN2与NPR1结合，抑制NPR1调控的下游PRs抗病基因表达和免疫反应。CFEM是真菌特有且广谱蛋白，与病原真菌致病能力密切相关。该研究发现CfEC12通过靶向植物NPR1调节因子NIMIN2干扰植物免疫的新机制。CFEM有望作为植物病原炭疽菌新农药开发的靶标。
博士研究生商圣平为论文的第一作者，孙广宇教授、张荣教授和梁晓飞副教授为论文的通讯作者，博士研究生刘广利和硕士研究生张凇参与了项目的研究工作。该研究得到了国家自然科学基金项目（32070144,32072374）和国家苹果产业技术体系项目（CARS27）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.14166
2023年9月22日
来源：西北农林科技大学
