Hortic Res | 华中农业大学马铃薯团队发现效应蛋白RipAS能够靶标Ⅰ型蛋白磷酸酶促进青枯菌侵染

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是重要的粮菜兼用作物，也是重要的工业生产原料。由青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum，以下都简称青枯菌）引起的青枯病（Bacterial wilt）是马铃薯生产中危害最大的细菌性病害，然而由于马铃薯抗病种质资源的缺乏和病原菌-青枯雷尔氏菌的复杂性，针对马铃薯青枯病病害尚未有很好的治理方法。虽然培育具有青枯病抗性的品种是最高效且最直接的防治方式，但马铃薯栽培品种缺乏青枯病抗源，近年来抗病育种收效甚微。在长期的自然进化过程中，青枯菌的效应蛋白已充分进化适应了马铃薯的免疫系统，可以作为研究马铃薯免疫不可多得的分子探针。因此，利用效应蛋白来挖掘植物免疫系统的关键蛋白已成为植物免疫研究的一种新思路，为马铃薯抗病育种提供理论基础。

2023年5月，Horticulture Research上线了（Advance Access）华中农业大学马铃薯课题组题为Ralstonia solanacearum type III effector RipAS associates with potato type one protein phosphatase StTOPP6 to promote bacterial wilt 的研究论文，该研究发现了RipAS能够通过靶标StTOPP6来促进青枯菌侵染。

蛋白磷酸酶是植物免疫的关键调节因子，并且已经有报道表明病原菌可以靶标蛋白磷酸酶来调控宿主免疫。为了验证青枯菌是否也存在效应蛋白与蛋白磷酸酶存在关联，该团队通过构建青枯菌效应蛋白的酵母文库筛选得到了与蛋白磷酸酶StTOPP6互作的III型效应蛋白RipAS。对RipAS的毒力功能进行验证发现，RipAS是一个能帮助R. solanacearum 侵染的毒力效应蛋白，并且 RipAS 在马铃薯中的稳定表达能够削弱马铃薯对R. solanacearum 的抗性。蛋白共表达后发现，RipAS 能够抑制StTOPP6 的核仁中的表达，并且在R. solanacearum 侵染期间StTOPP6受到同样的影响（图1）。进一步研究发现，RipAS对StTOPP6核仁表达的抑制也广泛存在于其他Ⅰ型蛋白磷酸酶和RipAS 之间。因此，我们认为RipAS能够靶标Ⅰ型蛋白磷酸酶来促进侵染的毒力效应蛋白，但是其中的具体机制有待进一步挖掘。

图1 RipAS的表达抑制StTOPP6在核仁中的蛋白积累

该研究由果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室/农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室发表，王炳森博士为第一作者，陈惠兰教授和宋波涛教授担任该论文共同通讯作者，并得到国家自然科学基金（32201789）、现代农业产业技术研究体系（CARS-09）专项资金的支持。

作者团队介绍

华中农业大学马铃薯团队是农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室和湖北省马铃薯工程技术研究中心等省部级研究平台的依托单位，也是果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室和国家蔬菜改良中心华中分中心的重要组成部分。团队现有在职教师7人，其中教授3人、副教授3人、高级农艺师1人，博士后6人，现有70余名博士和硕士研究生参与课题研究。围绕产业发展的重大科学与技术问题，开展应用基础与共性技术研究，经过20多年的努力，形成了马铃薯种质资源创新、重要性状功能基因组、遗传育种、种薯繁育和农机农艺融合等优势研究领域。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhad087

转自：“园艺研究”微信公众号

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