10月30日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院竇道龍教授團(tuán)隊(duì)破解疫霉菌感知利用寄主甾醇的獨(dú)特機(jī)制。相關(guān)文章“A receptor kinase senses sterol by coupling with elicitins in auxotrophic Phytophthora”發(fā)表在《PNAS》期刊。

疫霉菌寄主范圍廣、破壞性強(qiáng)、危害大控制難，是一類(lèi)重要的植物病原菌。疫霉菌基因組可塑性強(qiáng)，其致病分子演變速度快，常用的殺菌劑和抗性品種易被克服，迫切需要高效控制新策略。疫霉菌為甾醇異養(yǎng)生物，自身不能合成甾醇，從寄主獲取甾醇是其致病重要環(huán)節(jié)。病原菌甾醇合成途徑是藥物研發(fā)的重要靶標(biāo)之一，對(duì)于甾醇異養(yǎng)型病原菌，這類(lèi)藥物無(wú)效。但是甾醇異養(yǎng)型病原菌需要完成其生活史，勢(shì)必進(jìn)化出強(qiáng)大的寄主甾醇感知與利用途徑，破解其中機(jī)制將是針對(duì)性研發(fā)疫霉菌高效殺菌劑的重要途徑之一。

該研究通過(guò)對(duì)大豆疫霉LRR-RLK突變體篩選鑒定到一個(gè)對(duì)外源甾醇刺激不敏感的基因SSRK1 (Sterol Sensing Receptor Kinase 1)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SSRK1可以直接結(jié)合甾醇，且甾醇可以誘導(dǎo)SSRK1與甾醇結(jié)合蛋白SOJ5及SOJ1B（elicitin家族蛋白）結(jié)合。復(fù)合體模擬表明SSRK1-甾醇-SOJ5/SOJ1B可以形成三分子復(fù)合體介導(dǎo)對(duì)甾醇信號(hào)的感知。進(jìn)一步探究了疫霉菌對(duì)甾醇信號(hào)的生理學(xué)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)甾醇可以觸發(fā)大豆疫霉鈣離子內(nèi)流、MAPK激活和轉(zhuǎn)錄重編程（包括elicitin基因的表達(dá)），而這些反應(yīng)在突變體中受損。這些結(jié)果揭示了疫霉菌與其它真核生物不同的胞外甾醇感知利用途徑。

Elicitin蛋白于1989年被報(bào)道為PAMP誘導(dǎo)植物免疫反應(yīng)，馬鈴薯和本氏煙中的LRR-RLPs免疫受體也相繼被克隆。雖然1996年就發(fā)現(xiàn)elicitin蛋白可以結(jié)合甾醇，但直至今日該研究才回答了elicitin作為甾醇蛋白介導(dǎo)甾醇感知利用的機(jī)制。該研究進(jìn)一步描繪了甾醇介導(dǎo)的疫霉菌與植物的多層次博弈過(guò)程，為理解病原菌如何識(shí)別植物掠奪營(yíng)養(yǎng)提供新的案例，為針對(duì)疫霉菌甾醇感知與利用途徑的綠色農(nóng)藥創(chuàng)制提供了重要的分子靶標(biāo)。

該工作得到了編輯Regine Kahmann和三位審稿人高度評(píng)價(jià)，一致認(rèn)為該工作“Convincing, Novel and Exciting”，為理解疫霉菌如何感知胞外甾醇做出重大突破。

圖1 疫霉菌獨(dú)特的甾醇感知利用途徑

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)為該論文的第一署名單位和通訊單位，竇道龍教授和尹志遠(yuǎn)副研究員為論文共同通訊作者，植物保護(hù)學(xué)院鐘山青年研究員裴勇和博士生嵇佩云為論文并列第一作者。植物保護(hù)學(xué)院沈丹宇副教授及前沿交叉研究院劉金定副教授等也參與了該研究。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、國(guó)家中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金和國(guó)家中藥材產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項(xiàng)目的資助。