解析植物病原物攻击宿主植物的“秘密武器”生物学院BCA课题组取得新进展

植物寄生线虫是全球性的粮食作物病虫害之一，我国每年遭受线虫病害的作物种植面积高达上亿亩，造成数百亿元的经济损失。近来，我校生物学院、中国农科院植物保护研究所等研究单位联合解析了植物病原物攻击宿主植物的“秘密武器”。9月4日，国际顶尖期刊Molecular Plant以“Nematode-Encoded RALF Peptide Mimics Facilitate Parasitism through the FERONIA Receptor Kinase in Plant”(点击查看论文链接)为题发文报道，植物寄生根结线虫通过编码一类与植物RALF类似的多肽——RALF-like，“挟持”受体激酶FER，抑制植物免疫，促进其寄生。

论文发布截图。

湖南大学于峰教授、彭友松副教授、廖红东副教授为该论文共同通讯作者。湖南大学张鑫、朱思睿博士，以及中国农业科学院植物保护研究所彭德良研究员团队的彭焕副研究员为该论文并列第一作者。

植物与病原微生物始终处于持续的“军备竞赛”之中。植物寄生线虫通过口针分泌大量效应蛋白，干预宿主植物的免疫系统，促进线虫的寄生。然而，目前线虫与宿主植物相互作用的机理仍尚不清楚。

湖南大学生物学院于峰教授领导的“细胞适应性机制” 课题组(Basis of Cell Adaptation, 简称BCA)主要关注植物如何响应环境这个科学问题，目前聚焦在位于细胞膜上的一个感受信号的受体蛋白FERONIA开展研究。FERONIA在植物当中控制生长发育、逆境应答等多个环节，同时影响作物的产量和品质，是目前植物学当中研究最为深入的信号网络之一，解析其工作精细机制具有重要理论和应用价值。他们联合国内外多家单位，围绕RALF-FER信号网络取得一系列新进展。

FER信号通路调节根结线虫寄生的工作模型。

本研究发现fer拟南芥突变体对根结线虫抗性增加，在寻找其潜在机理时，在6类根结线虫中鉴定了18种RALF类似编码基因，命名为RALF-like。线虫RALF-like是线虫攻击植物防线的“秘密武器”。线虫RALF-like会与FER的胞外受体结构域结合，“挟持”植物FER信号途径，促进JA信号关键蛋白MYC2降解等过程，破坏植物免疫系统。敲低线虫RALF-like，可削弱根结线虫对宿主植物的寄生能力。FER在农作物水稻中的同源蛋白具有类似功能。以上工作为抗性作物育种设计奠定了基础。

据悉BCA课题组于2020年5月份，分别在国际顶尖期刊Science Advances以及Molecular Plant围绕FERONIA发表两篇研究论文，解析了植物响应外界环境信号的精细机制。

来源：生物学院

通讯员：汪龙

责任编辑：周丹

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