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研究揭示凝集素效应蛋白帮助根结线虫寄生的分子机制

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  近日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所蔬菜病害防控创新团队研究发现,南方根结线虫寄生过程分泌的凝集素类效应蛋白MiCTL1a通过与宿主过氧化氢酶互作,调控细胞内活性氧稳态,帮助线虫寄生的分子机制。相关研究结果在线发表在《新植物学家(New Phytologist)》上。

  据谢丙炎研究员介绍,根结线虫是一类专性活体营养型寄生虫,寄主广泛,种类繁多,是农业生产上危害最严重的病害之一。根结线虫的防治包括物理防治、生物防治和化学防治,但在田间应用存在见效慢、经济效益低、防治效果差和污染环境等弊端。种植抗病品种是解决问题的关键,但是抗性基因缺乏、商业化应用的抗病基因不耐高温、抗病机理不透彻及毒性群体的出现制约着分子育种技术的开发和应用。因此,解析根结线虫与宿主互作的分子机制,阐明根结线虫的致病机理,能够为寻找防治根结线虫的新靶标并制定新策略提供重要理论依据。

  研究发现,南方根结线虫凝集素类效应蛋白MiCTL1在亚腹食道腺表达、在寄生过程分泌到植物组织中。病毒介导的 MiCTL1 基因沉默降低了南方根结线虫的侵染能力,而植物异位表达 MiCTL1 不仅增加了对南方根结线虫的敏感性,而且促进根的生长。通过互作筛选发现,MiCTL1a与参与调控H2O2稳态的过氧化氢酶互作。MiCTL1a在体内和体外抑制过氧化氢酶活性,而且调节植物中胁迫相关基因的表达。该研究丰富了对根结线虫效应蛋白功能的认知,为解析根结线虫与宿主互作的分子基础提供重要理论依据。

  该研究获得国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目的资助。(通讯员  许铁敏)

  原文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.17690

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