近日，中國熱科院環(huán)植所植物線蟲研究團隊在根結(jié)線蟲分子致病機理研究方面取得新進展。該研究解析了熱區(qū)優(yōu)勢根結(jié)線蟲—象耳豆根結(jié)線蟲中效應(yīng)蛋白Me-CM調(diào)控寄主免疫的作用機制，為闡明象耳豆根結(jié)線蟲分子致病機理提供理論依據(jù)。
象耳豆根結(jié)線蟲是世界熱區(qū)最具危害性的病原根結(jié)線蟲種類之一，也是海南冬季蔬菜上優(yōu)勢病原根結(jié)線蟲種，具有寄主范圍廣、毒性大和致病力強的特點。根結(jié)線蟲在侵染過程中，會通過口針分泌效應(yīng)蛋白進入植物根細胞中，危害寄主。目前象耳豆根結(jié)線蟲中鑒定出的效應(yīng)蛋白數(shù)量有限，且大多數(shù)效應(yīng)蛋白的致病機制尚不清楚。
研究團隊在象耳豆根結(jié)線蟲中鑒定出一個分支酸變位酶效應(yīng)蛋白Me-CM，該效應(yīng)蛋白可在根結(jié)線蟲食道腺中特異表達，并在線蟲寄生期顯著上調(diào)表達。Me-cm基因在線蟲體內(nèi)的沉默表達可導(dǎo)致線蟲感染率、根結(jié)數(shù)量、卵囊數(shù)、每個卵囊內(nèi)的卵粒數(shù)和繁殖系數(shù)等降低，表明Me-CM效應(yīng)蛋白影響象耳豆根結(jié)線蟲的致病性。通過檢測擬南芥野生型和Me-cm過表達株系寄主免疫相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平，發(fā)現(xiàn)Me-cm基因過表達干擾了相關(guān)基因正常轉(zhuǎn)錄，尤其是降低了水楊酸合成途徑標(biāo)記基因PR1的轉(zhuǎn)錄水平。進一步檢測擬南芥過表達株系的水楊酸含量表明，Me-cm基因的過表達可顯著降低寄主水楊酸濃度，進而影響寄主免疫防御反應(yīng)。研究結(jié)果表明，象耳豆根結(jié)線蟲在與寄主植物相互作用時，通過分泌效應(yīng)蛋白Me-CM干擾寄主水楊酸信號通路，影響寄主免疫反應(yīng)，最終促進根結(jié)線蟲的寄生。
效應(yīng)蛋白Me-CM對象耳豆根結(jié)線蟲致病性及調(diào)控植物免疫的影響
研究成果以“A novel chorismate mutase effector secreted from root-knot nematode Meloidogyne enterolobii manipulates plant immunity to promote parasitism”為題發(fā)表于《Journal of Integrative Agriculture》，環(huán)植所馮推紫助理研究員、陳園副研究員為論文第一作者，龍海波副研究員為論文通訊作者。該研究得到海南省自然科學(xué)基金、院科技“揭榜掛帥”、海南省重點研發(fā)計劃等項目的資助。
論文全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923004367。
