【文献速递】TaANK-TPR1通过控制NLR蛋白TaRPP13L1的基因表达和蛋白活性来增强小麦对条锈病的抗性

2025-04-01 12:00:12 12阅读次数

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近日，西北农林科技大学植物保护学院康振生院士/张新梅副教授课题组在揭示植物NLR蛋白调控新机制方面取得研究进展。相关研究成果已发表在国际期刊《Developmental Cell》(IF= 10.7、Q1期刊)上。

小麦条锈病是由条锈菌（Pst）引起的一种全球性小麦病害，对小麦产量和品质造成严重影响。该病害具有发生范围广、危害程度重、大区流行等特点，是威胁小麦生产的主要病害之一。目前，培育和推广携带抗病基因的小麦品种被认为是防治条锈病最经济、有效且环保的方法。近年来，随着对植物免疫机制研究的深入，核苷酸结合位点-亮氨酸重复序列（NLR）蛋白在植物抗病反应中的关键作用逐渐被揭示。NLR蛋白通过识别病原体效应子激活强烈的免疫反应，但其在小麦条锈病抗性中的功能和调控机制尚未完全明确。此外，NLR蛋白的表达和活性受到多种因素的精细调控，包括转录调控、翻译后修饰和蛋白互作等。因此，深入研究小麦中NLR蛋白及其调控因子的功能和作用机制，对于理解小麦抗条锈病的分子基础和开发持久抗病品种具有重要意义。

在该研究中，研究团队通过鉴定小麦中的TaANK-TPR1蛋白，揭示了其通过调控NLR蛋白TaRPP13L1的基因表达和蛋白活性来增强小麦对条锈病的抗性。研究发现，TaANK-TPR1能够结合到TaRPP13L1启动子的TGACGT元件上，激活TaRPP13L1的转录，并通过其ANK结构域与TaRPP13L1相互作用，促进TaRPP13L1的同源二聚体形成和细胞死亡，从而增强小麦对Pst的抗性。此外，TaANK-TPR1和TaRPP13L1均能响应茉莉酸（JA）信号，通过TGACGT元件调节免疫反应。重要的是，过表达TaRPP13L1的小麦在田间表现出显著的抗条锈病能力，且不影响重要农艺性状，显著降低了条锈病流行期间的小麦产量损失。本研究不仅揭示了NLR蛋白的调控机制，还为小麦抗病育种提供了新的靶点。

文章中，在利用LCI检测TaANK-TPR1和TaRPP13L1相互作用的实验中，使用了博鹭腾PlantView植物活体成像系统进行成像。

论文链接：

DOI：https://doi.org/10.1016/j.devcel.2025.01.017

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