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植物可以跳过中间人并直接识别引起疾病的真菌

2019-02-23 10:28:24 • 来源：

统称为“白粉病”的真菌疾病折磨着广泛的植物物种，包括农业相关谷物如大麦，并导致作物产量显着降低。导致白粉病的真菌在植物细胞内传递所谓的效应分子，在那里它们操纵宿主的生理和免疫系统。作为回应，一些植物已经开发出抗性(R)基因，通常是细胞内免疫受体，其通过检测真菌的效应物识别感染，经常导致植物细胞在试图感染的位点死亡以限制真菌的传播。在流行的观点中，免疫受体直接识别效应物在植物 - 病原体相互作用中是罕见的事件，然而，

植物可以跳过中间人并直接识别引起疾病的真菌

在大麦种群中，一种白粉病受体(称为霉菌基因座a(Mla))经历了明显的多样化，导致大量不同的MLA蛋白变体具有高度相似(> 90%)的DNA序列。这表明与白粉病效应物共同进化，但进化关系的性质和免疫受体与效应物之间的相互作用仍不清楚。

为解决这些问题，来自Paul Schulze-Lefert部门的Isabel Saur，Saskia Bauer及其同事首先从该领域收集的白粉病真菌中分离出几种效应物。除了两个，这些蛋白质彼此高度不同。当作者表达效应子以及匹配的MLA受体时，这导致细胞死亡不仅在大麦中，而且在远缘烟草细胞中，已经表明不需要其他大麦蛋白来识别。利用生物发光作为直接蛋白质 - 蛋白质相互作用的标记，科学家确实发现了烟草叶提取物中效应子-MLA对的特异性关联。类似地，酵母中的蛋白质 - 蛋白质相互作用测定也揭示了仅匹配效应子-MLA对的相互作用。这些结果表明高度序列相关的MLA受体变体直接检测不相关的真菌效应子。

植物病害是作物产量损失的主要原因。在物种之间转移植物R基因是产生抗病作物的潜在有效方法。作者发现同一抗性基因的多个变异体能够结合不同的病原体蛋白质，也在远缘相关的植物物种中，强调了这种方法的潜力，并且早期发现小麦版本的Mla，Sr33和Sr50，提供对茎锈病分离株Ug99的抗病性，这是全球小麦生产的主要威胁。

Paul Schulze-Lefert看到了更多激动人心的应用：“我们发现直接受体 - 效应子相互作用广泛存在于MLA受体中，这表明合理设计合成受体以检测逃避植物免疫系统监测的病原体效应物可能是可行的。 “

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