南京农大****Plant Cell重要成果

　　

生物通报道：近期，国际植物科学领域顶级期刊《Plant Cell》刊登了南京农业大学和美国俄勒冈州立大学关于植物保护生物学的最新研究成果。这项研究表明，PsXEG1有助于大豆疫霉菌的毒力，但大豆可识别PsXEG1以诱导免疫反应，这反过来又被RXLR效应物所抑制。因此，XEG1代表一个质外体效应蛋白，可通过植物的PAMP识别机制而被识别。延伸阅读：中国农科院发现大豆耐盐基因。

本文通讯作者王源超博士是南京农业大学教授、博士生导师、****特聘教授、国家杰出青年基金获得者。王教授早年毕业于莱阳农学院，1996年毕业于南京农业大学植保系获博士学位，1996年10月至1999年3月在浙江大学生物技术研究所从事博士后研究，1999年4月起在南京农业大学工作至今。长期从事卵菌病害成灾机理以及植物疫病控制的应用基础研究，对检疫性植物病原菌的快速检测技术、疫霉菌对寄主识别的分子机理、疫霉菌致病性的变异机制等进行了系统的研究。先后获得教育部自然科学奖和科技进步奖3项、在国内外刊物上发表研究论文120余篇，其中包括Science、Nature genetics、Plant Cell（封面文章）、PLoS Pathogens、New Phytologist、Molecular Microbiology、MPMI等SCI期刊上论文70余篇，其中第一作者或联系作者36篇，总影响因子超过120。

卵菌（Oomycetes）是一大类具有破坏性的植物病原真菌，与硅藻（diatoms）亲缘关系较近。作为植物对病原体（卵菌）防御系统的一个重要组成部分，宿主受体能够识别保守的病原菌相关分子模式（PAMPs），以及微生物相关的分子模式。PAMPs最初被定义为高度保守的分子，它们在微生物适合度或一类微生物的生存中发挥重要的功能。植物能够识别来自细菌和真菌的许多不同病原体。到目前为止，已确定的来自卵菌的PAMPS包括b-glucans、heptaglucoside、谷氨酰胺转胺酶（pep13）、纤维素结合诱导凝集素和激发素。然而，使植物将卵菌视为非自我、并且抵抗感染的机制，我们只了解其中一部分。

立即索取GeneArt 藻类表达产品的更多资料

这项研究确定了一个糖苷水解酶家族12（GH12）蛋白——XEG1，由大豆疫霉菌（Phytophthora sojae）产生，表现出木葡聚糖酶和β-葡聚糖酶的活性。在大豆疫霉感染期间，它是重要的毒力因子，而且在大豆（Glycine max）和茄科植物中也作为病原体相关的分子模式（PAMP），在那里它可以触发防御反应，包括细胞死亡。

GH12蛋白广泛发生在微生物类群中，其中许多GH12蛋白在烟草中可诱导细胞死亡。XEG1的PAMP活性并不依赖于它的木葡聚糖酶活性。XEG1可以一种BAK1依赖性的方式，诱导植物防御反应。XEG1感知的发生与乙烯诱导木聚糖酶的感知无关。XEG1可在大豆感染的30分钟内强烈诱导大豆疫霉，然后慢慢下降。

研究人员发现，XEG1在大豆疫霉中的沉默和过表达，可严重降低毒力。许多大豆疫霉RXLR效应物能抑制XEG1诱导的防御反应。因此，这些数据表明，PsXEG1有助于大豆疫霉菌的毒力，但大豆可识别PsXEG1以诱导免疫反应，这反过来又被RXLR效应物所抑制。因此，XEG1代表一个质外体效应蛋白，可通过植物的PAMP识别机制而被识别。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
A Phytophthora sojae Glycoside Hydrolase 12 Protein Is a Major Virulence Factor during Soybean Infection and Is Recognized as a PAMP
Abstract: We identified a glycoside hydrolase family 12 (GH12) protein, XEG1, produced by the soybean pathogen Phytophthora sojae that exhibits xyloglucanase and β-glucanase activity. It acts as an important virulence factor during P. sojae infection but also acts as a pathogen-associated molecular pattern (PAMP) in soybean (Glycine max) and solanaceous species, where it can trigger defense responses including cell death. GH12 proteins occur widely across microbial taxa, and many of these GH12 proteins induce cell death in Nicotiana benthamiana. The PAMP activity of XEG1 is independent of its xyloglucanase activity. XEG1 can induce plant defense responses in a BAK1-dependent manner. The perception of XEG1 occurs independently of the perception of ethylene-inducing xylanase. XEG1 is strongly induced in P. sojae within 30 min of infection of soybean and then slowly declines. Both silencing and overexpression of XEG1 in P. sojae severely reduced virulence. Many P. sojae RXLR effectors could suppress defense responses induced by XEG1, including several that are expressed within 30 min of infection. Therefore, our data suggest that PsXEG1 contributes to P. sojae virulence, but soybean recognizes PsXEG1 to induce immune responses, which in turn can be suppressed by RXLR effectors. XEG1 thus represents an apoplastic effector that is recognized via the plant’s PAMP recognition machinery.