米兰官网-“分子剪刀”：病原菌攻城略地的“毒力武器”—新闻—科学网

假如把植物细胞想象成一个个古城池，城池外的护城河及城墙就是科学家所称的质外体——城墙为细胞壁，而护城河即为细胞壁及细胞外膜之间的空地。

当病原菌进三木SEO-犯植物时，这里就是它们举行战斗的首要疆场。

近日，南京农业年夜学传授王源超领衔的“年夜豆病害绿色防控”研究团队于国际期刊《天然—植物》（Nature Plants）发表研究论文。该研究展现了疫霉菌胰卵白酶样丝氨酸卵白酶PsTry1作为“份子铰剪”，于质外体直接切割免疫中枢受体激酶BAK1，粉碎免疫受体复合体的组装，从而阻断质外体免疫旌旗灯号通报的作用机制。

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这一发明不仅展现了病原菌于质外体中切割植物免疫焦点元件冲破寄主抗性的新计谋，也为设计广谱、长期的作物抗病新靶点提供了要害理论支撑。

质外体：植物细胞第一道免疫防地

植物于天然情况中不停遭遇病原菌的侵袭。于与病原菌的持久斗争中，植物进化出邃密、繁杂的免疫体系，经由过程辨认病原菌侵染激活植物抗性从而掩护自身免受损害。

效应子是病原菌进犯寄主植物的兵器，病原菌排泄效应子进犯植物的免疫体系致使植物感病；植物进化出邃密、繁杂的免疫体系，经由过程辨认病原菌效应子激活植物抗性从而掩护自身免受损害。

论文配合通信作者王源超告诉《中国科学报》，植物细胞外貌充满多种“尖兵”受体，而疫霉菌却携带一把精准的“份子铰剪”作用在植物资外体中，堵截植物免疫旌旗灯号的通报链。

植物会经由过程质外体层面的免疫增强对于病原菌的抵挡。例如，植物细胞壁作为物理樊篱抵御病原菌侵入；再如，植物于质外体空间安插“尖兵”（免疫受体），一旦检测到病原菌，就会拉响警报，启动免疫。可以说，质外体是植物免疫的第一道防地。

论文配合通信作者、南京农业年夜学传授王燕于接管《中国科学报》采访时说，于哺乳动物体系中，已经有研究展现病原菌经由过程排泄卵白酶切割宿主受体来促成传染的计谋，例如人类致病菌铜绿假单胞菌排泄的金属卵白酶LasB，可经由过程切割尿激酶型纤溶酶原激活物受体，来加强其致病性。

“人类致病菌铜绿假单胞菌排泄的金属卵白酶LasB会切割寄主受体，而病原菌于侵染历程中也会孕育发生年夜量的卵白酶，咱们料想是否是植物也会有该种近似的致病机制帮忙自身侵染呢？”王燕说，此外，植物细胞膜上也布满着年夜量的“尖兵”受体，但病原菌却能冲破防地，那植物病原菌是否也经由过程排泄卵白酶切割植物的“尖兵”受体？

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“于植物与病原菌的‘份子博弈’中，病原菌是否以和怎样于质外体空间直接进犯这些要害的尖兵受体元件，从而冲破植物的第一道免疫防地？这一触及植物免疫防备焦点机制的要害科学问题，今朝仍存于诸多未明机制。”王源超说。

进化上守旧的“毒力兵器”

为了破解疫霉菌于质外体空间按捺寄主免疫的谜题，他们对于年夜豆疫霉潜于的质外体效应子举行了高通量的功效阐发，并鉴定到此中一个要害的“粉碎者”—胰卵白酶样丝氨酸卵白酶PsTry1。

研究注解，效应子PsTry1作为年夜豆疫霉进攻植物细胞的“兵器”，就像一把份子铰剪，可以或许按捺差别病原菌守旧份子模式（MAMPs）触发的免疫反映。

论文第一作者、南京农业年夜学博士后张思聪注释道，细胞膜上的“尖兵”受体（如RXEG1）于细胞膜外貌巡逻，当发明疫霉菌卵白XEG1时，它会招募“批示官”BAK1（焦点共受体），二者彼此作用后近似组装成一个警报器，拉响警报，并向细胞膜内继承通报免疫旌旗灯号。

“批示官”BAK1与多种模式辨认受体互作形成受体复合物，并启动免疫防备反映。而生化试验注解，效应子PsTry1能与BAK1互作。“这把铰剪专门盯住免疫体系的批示官BAK1，并剪断它的‘手臂’（胞外布局域）。这类切割使患上BAK1掉去功效，‘尖兵’没法组装成完备的警报器，免疫旌旗灯号被堵截，更易让病原菌趁虚而入。”张思聪说。

王源超说，“于咱们的研究中发明，该类卵白酶广泛漫衍在差别的病原菌中。除了了年夜豆疫霉菌，辣椒疫霉菌、致病疫霉菌、禾谷镰刀菌等城市排泄近似的卵白酶切割BAK1，并按捺寄主免疫。”

是以，质外体丝氨酸卵白酶类“份子铰剪”切割BAK1的计谋，是疫霉属病原菌以和真菌病原菌镰刀菌等遍及采用的、进化上守旧的“毒力兵器”。

“咱们证明了先前的料想——即植物病原菌也存于进犯‘尖兵’受体元件的例子。”王源超说。

开发绿色新型农药靶点

“受体激酶BAK1的主要性表现于，其作为共受体介入植物的生长发育及植物免疫。”张思聪说，一旦BAK1被粉碎，植物多条免疫防地瘫痪。对于在病原菌来讲，直接进犯BAK1，犹如“斩首步履”，可以提高入侵效率。是以它成为病原菌的头号进犯方针。

王源超暗示，这是初次展现病原菌经由过程质外体效应子直接切割模式辨认受体焦点元件的份子计谋，为植物—病原菌质外体空间的武备竞赛理论提供了要害实证。对于这一历程的深切相识是周全熟悉作物病害成灾机制及植物免疫形成机制的基础，不单对于改进作物广谱、长期抗病性具备主要引导意义,也为将来开发绿色新型生物农药奠基焦点理论基础。

他们不仅证明了疫霉菌经由过程质外体“份子铰剪”切割BAK1按捺免疫的守旧计谋，拓展了植物—病原菌“攻防战”的时空维度（从细胞内延长到质外体），更为设计靶向BAK1掩护的新型抗病方案奠基了份子基础。

将来将可能找到新型药物靶点，针对于年夜豆GmBAK1的Leu163位点，可设计“防护盾”（如小份子按捺剂），制止病菌的“铰剪”切割。

也有可能实现广谱抗病育种，经由过程基因编纂强化BAK1要害位点，培育抗多种病害的作物。终极实现削减化学农药的利用，成长绿色防控技能。

四位论文审稿人一致认为，效应子于质外体中切割焦点免疫受体元件是病原菌回避植物天赋免疫的全新机制。该论文初次报导了植物病原菌经由过程排泄卵白酶切割焦点受体BAK1阻断免疫旌旗灯号通报，这进一步证明病原菌经由过程多种计谋粉碎植物的防备，质外体空间是植物—病原菌“武备竞赛”的主要疆场。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41477-025-02039-0