孢囊线虫效应蛋白Hg11576靶向大豆GmHIR1抑制寄主免疫的分子机制研究

【作者】 姚珂； 彭德良； 彭焕；

【机构】 中国农业科学院植物保护研究所；

【摘要】 大豆孢囊线虫(Heterodera glycines)侵染引起的大豆孢囊线虫病(Soybean cyst nematode,SCN)在全世界的大豆(Glycine max)主产区均有分布和危害,防治难度大、防治费用高,全球每年由大豆孢囊线虫造成的经济损失高达数十亿美元。植物寄生线虫通过口针向寄主体内分泌大量的效应蛋白,这些效应蛋白在线虫维持取食位点以及抵抗寄主防卫反应中都发挥着关键作用。我们通过对大豆孢囊线虫基因组效应蛋白的非编码区进行分析,发现了200多个启动子含有由"ATGCCA"组成的DOG-box (Dorsal Gland box)的新效应蛋白,其中大部分的功能暂无相关报道。通过对这些潜在效应蛋白进行筛选,得到了10个能抑制BAX或GPA2/RBP1介导的过敏性坏死的候选蛋白,其中包括Hg11576。Hg11576的表达部位主要位于SCN食道腺;Hg11576在烟草叶片中的瞬时表达能够抑制BAX激发的过敏性坏死反应;体外介导Hg11576基因沉默后,大豆孢囊线虫二龄幼虫的侵染率下降69%,单株白雌虫量减少47%;采用酵母双杂交发现Hg11576与大豆过敏性诱导蛋白GmHIR1互作。HIR蛋白是一类与植物过敏性反应相关的蛋白,能参与植物的免疫反应。在烟草叶片中瞬时表达GmHIR1能够引起过敏性坏死反应。以上结果表明,大豆孢囊线虫效应蛋白Hg11576通过靶向大豆过敏诱导蛋白GmHIR1,抑制寄主免疫反应,促进SCN的寄生,但Hg1 1576具体的生物学功能及与GmHIR1互作抑制寄主免疫反应的作用机制还正在研究中。更多还原