华中农业大学学者联合解析稻曲菌分泌性漆酶抑制水稻免疫的分子机制

      华中农业大学稻曲病研究团队联合安徽农业大学首次解析了真菌分泌性漆酶的致病机理，鉴定到一个水稻免疫相关类受体激酶OsSRF3，对研究植物先天免疫机制和创制新的水稻广谱抗病材料具有重要价值。本研究发现稻绿核菌素合成酶UgsL是稻曲病菌致病关键效应子，具有典型的漆酶活性，基因敲除后突变体致病力完全丧失。异源表达UgsL可以抑制水稻引起的免疫反应，而靶向UgsL进行寄主诱导的基因沉默则增强水稻的抗病能力。通过筛选和互作验证发现UgsL与水稻类受体激酶OsSRF3在细胞膜上互作，OsSRF3基因编辑和过表达不会影响水稻的农艺性状，但正调控水稻对稻曲病、稻瘟病、纹枯病和白叶枯病的广谱抗病性。一系列体内、体外生化试验证明UgsL可通过泛素化-26S蛋白酶体促进OsSRF3降解，并且UgsL漆酶活性影响OsSRF3稳定性。油菜素类固醇受体相关激酶OsBAK1与OsSRF3相互作用，体外实验发现OsBAK1可以直接磷酸化OsSRF3，体内实验证明Ser670位点的磷酸化促进了OsSRF3的稳定性和植株抗病性。进一步实验发现UgsL能够与OsBAK1竞争性结合OsSRF3，导致OsBAK1对OsSRF3的磷酸化修饰水平降低，进而影响OsSRF3稳定性，从而抑制OsBAK1–OsSRF3介导的免疫反应。综上所述，在稻曲菌侵染过程中，水稻质膜上的OsBAK1-OsSRF3复合物识别稻曲菌分泌的PAMPs后，OsBAK1磷酸化OsSRF3去激活MAPK信号和ROS爆发，诱导防御相关基因的表达，从而增强水稻免疫反应。作为致病策略，稻曲菌分泌具有漆酶活性的效应子UgsL与OsSRF3相互作用，并通过泛素化-26S蛋白酶体促进其降解，从而抑制OsBAK1–OsSRF3介导的免疫途径。研究成果发表于《Nature Communications》。