由我校、美国弗吉尼亚理工大学和法国农业科学院等3个国家的4个单位科学家组成的研究小组,在揭示真核类动植物病原菌特别是卵菌的致病机理方面取得重要突破,发现了真核类病菌效应蛋白进入动植物寄主细胞的一种普遍机理,结果发表在7月23日出版的国际著名学术期刊《细胞》杂志上(vol. 142, no.3, 2010),题目为“膜外3-磷酸磷脂酰肌醇分子介导真核病原菌效应蛋白进入动植物寄主细胞”。这也是我校教师首次在国际高层次学术刊物上发表论文。
我院单卫星教授作为文章的第一通讯作者,他介绍说,在已完成全基因组测序的马铃薯晚疫病菌基因组中,仅RXLR类效应蛋白家族就有600-700个序列上高度分化的成员,认识这些效应蛋白如何进入寄主细胞,对建立新型的病害防控策略意义重大。我们的研究发现植物细胞质膜外存在大量的3-磷酸磷脂酰肌醇分子,卵菌RXLR效应蛋白通过与其结合进入寄主细胞。
此项研究的骨干成员之一(第二作者)、我校博士生顾彪表示,卵菌致病关键的RXLR效应蛋白与3-磷酸磷脂酰肌醇分子的结合是由RXLR结构域介导的;植物病原真菌的效应蛋白也存在类似卵菌RXLR效应蛋白的功能结构域,并且通过与3-磷酸磷脂酰肌醇分子的结合进入寄主植物细胞。”
单卫星还介绍说,我们的研究揭示了真核类病原菌效应蛋白进入动植物寄主细胞的一种普遍的机理,这对药物和杀菌剂研发具有开拓性的意义。
此项研究得到科技部973子课题和现代农业产业技术体系的资助。
《细胞》(Cell)主要发表实验生物学领域中的最新研究发现,是深受关注并具有较高学术声誉的期刊,刊登过许多重大的生命科学研究进展。与《自然》和《科学》一样,是全世界最权威的学术杂志之一。
卵菌包括霜霉菌、疫霉菌和腐霉菌等,是一类在进化上与真菌分属不同生物界的真核微生物,造成广泛的农作物和林业损失,著名的例子包括1840年代造成爱尔兰大饥荒的马铃薯晚疫病和1990年代美国西海岸的栎树猝死病。至今,晚疫病仍然是马铃薯生产中最为严重的病害问题。
病菌对寄主的侵染定殖和病害的发生,涉及病菌产生的一系列在寄主细胞内发挥干扰效应的小分子蛋白。虽然15年前即已在原核的病原细菌研究方面取得突破,揭示了病原细菌III型分泌系统在其效应蛋白的跨膜转运、进入寄主细胞的关键作用,然而对真核类病菌效应蛋白转运机理的认识十分有限。这些在序列上高度分化多样的真核类病菌效应蛋白,如何进入寄主细胞、是否存在共同的机理进入寄主细胞是科学家们十分关注的问题之一。