当前位置: 首页 >> 学院新闻 >> 正文
29 2026.10

阅读:

    海南大学刘铜团队在《Plant Physiology》揭示木霉激发子入核操纵番茄免疫新机制

近日,海南大学刘铜教授团队在国际植物科学权威期刊《Plant Physiology》在线发表研究论文《Trichoderma elicitor CP3 induces phosphorylation and nuclear export of SRP to enhance tomato resistance to gray mold》。该研究从生防真菌棘孢木霉中鉴定出激发子蛋白CP3,解析了“CP3–SRP–COQ9”信号轴,揭示有益真菌可通过“入核—磷酸化—出核”的方式重编程宿主蛋白的核质转运,从而激活番茄对灰霉病的诱导系统抗性(ISR)。

创新之一:有益真菌激发子也能"入核"作战。以往CP家族蛋白多被视为病原真菌的胞外毒力因子。该研究通过免疫金电镜观察到CP3进入番茄细胞核,并利用酵母双杂交、pull-down、免疫共沉淀和双分子荧光互补等多重手段,证明CP3在核内直接结合番茄蛋白SRP。研究还专门利用Bak1突变烟草和Cerk1突变拟南芥排除了CP3被质膜模式识别受体当作MAMP识别的可能——CP3既不诱导ROS爆发,也不激活MAPK级联,走的是一条非经典途径。

图1:木霉CP3在细胞核中与番茄SRP相互作用,而SRP正向调控番茄对灰霉病的抗性

创新之二:发现控制SRP核质转运的"磷酸化开关"。研究确定激酶CK1为磷酸化SRP的关键激酶,关键微店是Ser-185。S185A突变可完全废除CP3诱导的磷酸化,并阻断SRP从细胞核向质膜的转位;核输出抑制剂Leptomycin B和蛋白酶体抑制剂MG132实验进一步证明,这一转位依赖主动核输出而非蛋白降解。该机制将“激发子招募宿主激酶—位点特异性磷酸化—核质穿梭”串联为一条完整的免疫调控链。

图2:CP3与SRP互作关键区域鉴定及CP3促进CK1介导的SRP磷酸化分析

创新之三:构建完整信号轴,锁定抗病工程靶点。转位质膜的SRP与泛醌合成蛋白COQ9互作,激活ROS爆发及茉莉酸/乙烯防御通路。遗传学证据显示,SRP过表达增强、敲除则完全废除CP3诱导的抗性;COQ9沉默使病斑面积增加。根部ROS和JA响应早于叶片,符合诱导系统抗性的时序特征。CP3、SRP、COQ9三个节点均可遗传操作验证,为工程化培育抗病作物、减少化学农药依赖提供了明确分子靶标。

图3:CP3-SRP-COQ9模块介导JA/ET防御信号激活,调控番茄对灰霉病的抗性

该论文第一作者为海南大学博士研究生尹雅萍,硕士研究生付宇航和于笑丽参与了该研究工作,刘铜教授为通信作者。该研究得到海南省自然科学基金(324MS016)、海南省科技创新人才基金(KJRC2023C42)及海南大学南繁与高效热带农业协同创新中心(XTCX2022NYB12)等项目资助。

doi::https://doi.org/10.1093/plphys/kiag801

初审:王睿 

复审:盘毅 

终审:朱国鹏

海南大学热带农林学院(农业农村学院、乡村振兴学院)
  • 院长邮箱:qiuxg@hainanu.edu.cn
  • 书记邮箱:zhuguopeng@hainnau.edu.cn
  • 学院邮箱:rdnlxy@hainanu.edu.cn
  • 综合办公室:0898-23631311、23632047
  • 本科教务办公室:0898-23325008
  • 研究生管理办公室:0898-23508353
  • 地址:海南省儋州市那大镇宝岛新村海南大学儋州校区8号楼 邮编:571737
  • 美工支持/中旗网络
  • 海南大学