近日,西北農林科技大學劉西莉教授課題組在Science Advances期刊發表題為“Phytophthora effector exploits WY module truncation to manipulate Nt-acetylation-mediated AtMBP-1 turnover and suppress plant immunity”的研究成果,揭示了辣椒疫霉效應蛋白PcAvh337b靶向擬南芥AtMBP-1-Nats模塊,進而促進病原菌侵染致病的分子機制。西北農林科技大學已畢業博士研究生田嵩為論文的第一作者,劉西莉教授和顧彪副研究員為共同通訊作者。
該研究通過轉錄組數據分析,篩選獲得兩個具有不同WY模塊數量的旁系同源RxLR效應蛋白PcAvh337a&b。基因組數據庫檢索比對發現,PcAvh337b的C端存在TNT1-94轉座子元件插入,導致其編碼蛋白提前終止,造成第3個WY模塊缺失,進而形成截斷的PcAvh337b。功能研究表明,PcAvh337a&b均是病原菌侵染的關鍵毒性因子,且功能非冗余。
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PcAvh337a和PcAvh337b均是辣椒疫霉侵染的關鍵效應因子
通過寄主靶標篩選鑒定到PcAvh337b特異性與植物AtMBP-1蛋白互作。AtMBP-1被報道通過LOS2選擇性翻譯產生,并參與ABA信號通路的調控;也有研究指出,AtMBP-1在體內很難被檢測到,可能并不能通過LOS2選擇性翻譯產生。關于這一爭議,該研究通過PCR擴增和IP-MS分析證實了AtMBP-1在植物體內真實存在。同時也首次發現,AtMBP-1參與植物免疫調控,其作為感病因子,可以抑制植物免疫相關基因的表達。進而明確了AtMBP-1蛋白穩態受到兩個不同的N端乙酰轉移酶NatA和NatC的拮抗性調控機制:NatA介導的N端乙酰化修飾增強AtMBP-1的穩定性,而NatC介導的N端乙酰化修飾促進AtMBP-1的降解。這一拮抗性的調控維持了AtMBP-1在植物體內的動態平衡及相對較低的蛋白水平。
而效應蛋白PcAvh337b能夠特異性靶向AtMBP-1-Nats復合物,打破NatA和NatC介導的N端乙酰化修飾所維持的AtMBP-1動態平衡,并通過促進AtMBP-1與NatA的結合,增強NatA介導的AtMBP-1的N端乙酰化修飾和降低AtMBP-1的泛素化修飾水平,以穩定感病因子AtMBP-1,進而抑制植物免疫反應并促進辣椒疫霉的侵染。
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PcAvh337b調控AtMBP-1-Nats模塊以穩定感病因子AtMBP-1和促進辣椒疫霉侵染的模式圖
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