菊花（Chrysanthemum morifolium）是我國(guó)的十大傳統(tǒng)名花和世界四大切花之一，具有觀賞、藥用、食用等多重價(jià)值。由死體營(yíng)養(yǎng)型病原真菌鏈格孢菌（Alternaria alternata）引發(fā)的黑斑病是菊花的重要病害之一，嚴(yán)重危害菊花的生產(chǎn)。效應(yīng)蛋白是病原菌在侵染寄主過(guò)程中分泌的一種調(diào)節(jié)植物免疫反應(yīng)、促進(jìn)病菌侵染的蛋白分子，明確效應(yīng)蛋白調(diào)控植物免疫的分子機(jī)制，不僅可以加深對(duì)病原菌與植物互作的認(rèn)識(shí)，對(duì)綠色防控技術(shù)研發(fā)也具有指導(dǎo)意義。然而，目前還沒(méi)有菊花鏈格孢菌效應(yīng)蛋白的相關(guān)報(bào)道。

近期，園藝學(xué)院菊花遺傳育種與種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊PLOS Pathogens發(fā)表了題為 “Alternaria alternata effector AaAlta1 targets CmWD40 and participates in regulating disease resistance inChrysanthemum morifolium”的文章，揭示了菊花黑斑病菌效應(yīng)蛋白AaAlta1通過(guò)與菊花CmWD40互作激活茉莉酸信號(hào)路徑，誘發(fā)了菊花對(duì)黑斑病的抗性反應(yīng)。

該研究首先對(duì)菊花鏈格孢菌的效應(yīng)蛋白進(jìn)行了系統(tǒng)的挖掘，并鑒定到的一個(gè)引發(fā)細(xì)胞死亡并激活植物免疫反應(yīng)的效應(yīng)蛋白AaAlta1（圖1）。Alta1在Dothideomyces和Sordariomyces真菌類(lèi)中廣泛分布和保守，在孢子萌發(fā)中發(fā)揮作用，并會(huì)引起呼吸道炎癥。

圖1 菊花鏈格孢菌效應(yīng)蛋白AaAlta1功能鑒定

以AaAlta1為誘餌，從菊花黑斑病酵母文庫(kù)中篩選到了一個(gè)互作蛋白CmWD40，并通過(guò)菊花遺傳轉(zhuǎn)化驗(yàn)證了CmWD40在菊花抗病中的功能；RT-qPCR及轉(zhuǎn)錄組分析表明，防御和JA合成及信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)的基因均受到CmWD40的調(diào)控，且CmWD40能誘導(dǎo)JA的積累，暗示CmWD40通過(guò)JA信號(hào)路徑來(lái)調(diào)控菊花對(duì)黑斑病的抗性；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CmWD40介導(dǎo)AaAlta1誘發(fā)的防御反應(yīng)依賴茉莉酸信號(hào)傳導(dǎo)因子CmMYC2的功能（圖2）。該論文表明效應(yīng)蛋白介導(dǎo)的寄主植物免疫調(diào)控機(jī)制復(fù)雜，AaAlta1作為一種高效的植物免疫激活因子可作為控制植物病害的候選靶點(diǎn)。

圖2 CmWD40介導(dǎo)AaAlta1誘發(fā)的抗性依賴于CmMYC2的功能

園藝學(xué)院已畢業(yè)博士生張舒桓為文章第一作者，劉曄副教授、管志勇教授和蔣甲福教授為該論文的通訊作者，陳素梅教授和陳發(fā)棣教授參與了此項(xiàng)工作的研究。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和鐘山生物育種實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目資助。

文章鏈接：https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1012942