近日，MolecularPlantPathology在线发表了德国科隆大学CEPLAS植物研究所BartThomma教授课题组题为“ThreeLysMeffectorsofZymoseptoriatriticicollectivelydisarmchitin‐triggeredplantimmunity”的研究论文。该研究对引起小麦叶枯病的病原真菌Z.tritici中三个含有LysM结构域的分泌型小分子效应蛋白进行了功能和机理的学习，不但证明了Z.tritici利用这三个LysM效应蛋白调控该真菌在小麦上的侵染能力，并且揭示了其中一个只含有一个LysM结构域的效应蛋白Mgx1LysM能够保护真菌菌丝不被几丁质酶降解的机理。
小麦叶枯病（Septoriatriticiblotch，STB）是一个由Zymoseptoriatritici引起的世界性小麦病害，能够极大地降低小麦每年的总体产量。几丁质是真菌细胞壁的主要结构成分，并且是一个典型的微生物相关的分子模式（Microbe-associatedmolecularpattern,简称为MAMP），在被宿主植物识别后能激活植物的免疫反应。因此为了避免在侵染小麦的过程中被识别，Z.tritici的基因组编码了三个含有LysM结构域的分泌型小分子效应蛋白（LysM蛋白）。其中Mg1LysM和Mg3LysM在之前的一篇科研报道中，已经被证明可以保护真菌的菌丝免受宿主植物分泌的几丁质酶的降解。此外，Mg3LysM还被报道可以抑制几丁质诱导的活性氧（ROS）的产生。然而第三个LysM效应蛋白MgxLysM在这篇报道中被忽略，因为其被预测为一个不表达的假基因。但是在我们最新的研究中，MgxLysM被证明是一个在真菌Z.tritici侵染小麦的过程中起关键作用的一个效应蛋白。因此我们根据该蛋白只含有一个LysM结构域，将其重新命名为Mgx1LysM。本研究发现不但其基因表达量在Z.tritici侵染小麦的过程中是显著升高的，并且Mgx1LysM可以抑制几丁质诱导的ROS的产生，保护真菌菌丝不被几丁质酶降解。最重要的是Mgx1LysM对Z.tritici在小麦上的侵染力方面也是起关键作用的。总体而言，我们的数据表明Z.tritici可以利用Mg1LysM,Mg3LysM和Mgx1LysM三个LysM效应蛋白解除真菌几丁质激活的小麦免疫反应。
同时，通过软件预测Mgx1LysM的蛋白三维结构以及与我们课题组年通过蛋白结晶技术解析出的Mg1LysM蛋白结构的对比，证明了两个效应蛋白在空间结构上的高度相似性。最终通过采用几丁质诱导结合高速离心的方法，本研究同时证明了Mgx1LysM在保护真菌菌丝方面的机理。通过结合在真菌细胞壁的几丁质分子上，Mgx1LysM蛋白分子间可以形成长链的高分子量的蛋白复合体，包裹几丁质使其不被几丁质酶从细胞壁中降解。
图1小麦叶枯病的病原真菌Z.tritici利用三个LysM效应蛋白Mg1LysM,Mg3LysM和Mgx1LysM共同调控其对小麦的侵染能力
图2效应蛋白Mgx1LysM在几丁质的诱导下形成高分子量的蛋白聚合体
德国科隆大学植物研究所的BartThomma教授为本论文的通讯作者，博士田卉为第一作者。英国Rothamsted研究所JasonJ.Rudd教授和德国吕贝克大学JeroenR.Mester高级研究员参与了该研究。该研究得到了荷兰NWO项目和德国洪堡基金的资助。
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