TaANK-TPR1通過控制NLR蛋白TaRPP13L1增強小麥對條銹病的抗性
近日，西北農林科技大學植物保護學院康振生院士/張新梅副教授課題組在揭示植物NLR蛋白調控新機制方面取得研究進展。相關研究成果已發表在國際期刊《Developmental Cell》(IF= 10.7、Q1期刊)上。
小麥條銹病是由條銹菌（Pst）引起的一種全球性小麥病害，對小麥產量和品質造成嚴重影響。該病害具有發生范圍廣、危害程度重、大區流行等特點，是威脅小麥生產的主要病害之一。目前，培育和推廣攜帶抗病基因的小麥品種被認為是防治條銹病最經濟、有效且環保的方法。近年來，隨著對植物免疫機制研究的深入，核苷酸結合位點-亮氨酸重復序列（NLR）蛋白在植物抗病反應中的關鍵作用逐漸被揭示。NLR蛋白通過識別病原體效應子激活強烈的免疫反應，但其在小麥條銹病抗性中的功能和調控機制尚未完全明確。此外，NLR蛋白的表達和活性受到多種因素的精細調控，包括轉錄調控、翻譯后修飾和蛋白互作等。因此，深入研究小麥中NLR蛋白及其調控因子的功能和作用機制，對于理解小麥抗條銹病的分子基礎和開發持久抗病品種具有重要意義。
在該研究中，研究團隊通過鑒定小麥中的TaANK-TPR1蛋白，揭示了其通過調控NLR蛋白TaRPP13L1的基因表達和蛋白活性來增強小麥對條銹病的抗性。研究發現，TaANK-TPR1能夠結合到TaRPP13L1啟動子的TGACGT元件上，激活TaRPP13L1的轉錄，并通過其ANK結構域與TaRPP13L1相互作用，促進TaRPP13L1的同源二聚體形成和細胞死亡，從而增強小麥對Pst的抗性。此外，TaANK-TPR1和TaRPP13L1均能響應茉莉酸（JA）信號，通過TGACGT元件調節免疫反應。重要的是，過表達TaRPP13L1的小麥在田間表現出顯著的抗條銹病能力，且不影響重要農藝性狀，顯著降低了條銹病流行期間的小麥產量損失。本研究不僅揭示了NLR蛋白的調控機制，還為小麥抗病育種提供了新的靶點。
文章中，在利用LCI檢測TaANK-TPR1和TaRPP13L1相互作用的實驗中，使用了博鷺騰PlantView植物活體成像系統進行成像。
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DOI：https://doi.org/10.1016/j.devcel.2025.01.017
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