近日，上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院/上海市現(xiàn)代種業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心陳功友教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名綜合性期刊Journal of Advanced Research（影響因子10.479）發(fā)表了題為“A varied AvrXa23-like TALE enables the bacterial blight pathogen to avoid being trapped by Xa23 resistance gene in rice（一個(gè)變異的AvrXa23類TALE效應(yīng)蛋白使得水稻白葉枯病菌能夠逃避水稻抗病基因Xa23的誘捕）”的研究論文，揭示了一種白葉枯病菌克服水稻抗病基因抗性的新機(jī)制。

 

　　植物病害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要影響因素，嚴(yán)重威脅全球糧食安全，其中由白葉枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo）引起的水稻白葉枯病是水稻生產(chǎn)中的重要致災(zāi)病害。培育和種植含有抗病基因的抗病水稻品種是生產(chǎn)上防控該病害最經(jīng)濟(jì)、有效的措施，但是隨著抗病品種的大面積推廣種植，Xoo進(jìn)化出新的毒性菌株，克服抗病品種的抗性，使得水稻白葉枯病在過(guò)去得到控制的地區(qū)“卷土重來(lái)”，日趨嚴(yán)重。Xa23是目前最廣譜抗白葉枯病的水稻抗病基因，廣泛應(yīng)用于水稻育種中。該基因通過(guò)其啟動(dòng)子上的效應(yīng)蛋白結(jié)合元件（effector-binding element，EBE）誘捕（“trap”）Xoo菌株中的TALE類無(wú)毒效應(yīng)蛋白AvrXa23，激發(fā)效應(yīng)物誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)（effector-triggered immunity，ETI），抑制效應(yīng)物誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)（effector-triggered susceptibility，ETS），使水稻抗病。Xoo是否進(jìn)化出能夠克服Xa23抗病基因抗性的新型毒性菌株，目前尚不清楚。

 

　　該研究從全國(guó)各水稻種植區(qū)收集發(fā)病材料，分離得到185個(gè)Xoo菌株。抗病性試驗(yàn)顯示，含有Xa23抗病基因的水稻品種CBB23對(duì)其中184個(gè)菌株表現(xiàn)抗病性，僅對(duì)來(lái)自安徽的AH28菌株表現(xiàn)感病性。基因組測(cè)序和序列比較分析表明AH28菌株不含無(wú)毒基因avrXa23，而是含有一個(gè)與avrXa23類似的tal7b基因?；虍愒幢磉_(dá)、接種試驗(yàn)和基因表達(dá)分析結(jié)果表明tal7b基因不具有avrXa23基因的無(wú)毒基因功能，不能夠激發(fā)Xa23抗病基因的抗性。啟動(dòng)子結(jié)合試驗(yàn)也表明Tal7b蛋白不能與Xa23啟動(dòng)子的EBE結(jié)合。這些結(jié)果揭示了Xoo菌株通過(guò)突變TALE類無(wú)毒蛋白中間重復(fù)區(qū)序列這一策略來(lái)逃避抗病基因識(shí)別與結(jié)合的新機(jī)制，為水稻白葉枯病抗性喪失的治理提供了新的見(jiàn)解。

 

　　上海交通大學(xué)博士后徐正銀為論文第一作者，陳功友教授為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

 

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123222000212