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《科技日报》丨海南大学团队揭示水稻纹枯病菌双阶段致病机制

2026.11.04 11:07

科技日报(记者 王祝华 通讯员 朱铭硕)11月3日,记者从海南大学获悉,该校南繁学院(三亚南繁研究院)李帅副教授课题组鉴定出水稻纹枯病菌的关键效应蛋白AGLIP1,阐明其在侵染早期抑制水稻基础免疫、后期破坏宿主抗氧化系统的分子链条,为纹枯病抗病育种提供了候选靶点。相关成果近日发表于国际学术期刊《高级研究杂志》。

水稻纹枯病菌通过分泌效应蛋白干扰寄主防御反应。水稻细胞依靠以抗坏血酸过氧化物酶为核心的抗氧化系统清除活性氧、维持氧化还原稳态,该系统一旦受阻,活性氧积累将诱导细胞死亡。但病菌如何在不同侵染阶段操控这一系统,此前缺乏系统解释。

研究团队以侵染时序为主线,构建效应蛋白过表达、CRISPR-Cas9敲除及宿主诱导基因沉默(HIGS)等水稻材料,结合互作蛋白质组学、酶动力学测定和共聚焦成像等方法开展验证。结果表明,AGLIP1在侵染早期可抑制水稻防御相关基因表达、削弱基础免疫;沉默病菌体内的AGLIP1基因后,水稻对纹枯病的抗性显著增强,证实其为病菌致病的核心毒力因子。

研究进一步发现,AGLIP1在侵染后期直接结合定位于叶绿体的抗坏血酸过氧化物酶OsAPX8。该酶负责清除过氧化氢,对纹枯病抗性具有正向调控作用。AGLIP1一方面抑制OsAPX8的酶活性,另一方面使其从叶绿体异常定位至过氧化物酶体,导致抗氧化功能丧失,过氧化氢持续累积并诱发细胞死亡。在细胞中提高OsAPX8的表达量,可明显缓解AGLIP1诱导的细胞死亡,反向印证了“酶活抑制—错位定位”是该阶段致病的核心环节。

据此,团队提出“免疫抑制—细胞死亡”双阶段致病模型:病菌借助同一效应蛋白,先压制寄主免疫完成定植,再破坏并重定位抗氧化酶,驱动活性氧失控与组织坏死扩展。为验证该蛋白的靶点价值,团队构建了表达靶向AGLIP1小干扰RNA的转基因水稻,病菌效应蛋白表达受抑后,水稻抗病性提升,表明靶向干扰AGLIP1具有育种应用潜力。

原文链接:https://www.stdaily.com/web/gdxw/2026-11/03/content_607762.html


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