植物病理学家研究亚洲大豆锈菌如何超越植物免疫系统

爱荷华州立大学的科学家正在拼凑关于全球害虫如何破坏大豆免疫系统的线索。大豆锈菌是全球大豆生产商面临的最大威胁之一，尽管在爱荷华州很少见。在最近发表在同行评审的科学杂志PLoS Pathogens上的一篇论文中，一组ISU植物病理学家提供的证据表明，病原体分泌的蛋白质削弱了大豆的免疫系统并使真菌繁殖。

植物病理学和微生物学教授，该研究的高级作者史蒂夫惠特姆说，进一步研究蛋白质如何与大豆免疫反应相互作用可以更好地保护大豆锈菌和其他植物中的类似病原体。

惠特姆说，大豆锈菌在与大豆植物接触时会分泌100多种蛋白质。Whitham的研究小组发现，其中之一是一种小分泌的富含半胱氨酸的蛋白质，称为PpEC23，它会干扰植物用于触发病原体免疫的两种主要途径。研究人员专注于该蛋白质，并了解到它与大豆植物中的另一种蛋白质SPL121相互作用，后者调节免疫反应。

Whitham说，从本质上讲，锈菌可以破坏SPL121并关闭大豆植物的免疫系统。

“我们的想法是，如果我们能够破坏这种互动，我们就会拿走真菌中的一种武器，”他说。“该工厂可能能够更有效地保护自己。”

大豆植物和许多其他生物有两种主要途径可以引发免疫反应。其中之一被称为病原体相关的分子模式触发免疫，其中与病原体相关的保守分子被生物体的免疫系统识别。免疫应答的另一个主要途径是效应器触发的免疫，其中当生物体的抗性基因一对一地检测致病基因时开始保护性应答。

Whitham说，他的研究中发现的小分泌的富含半胱氨酸的蛋白质可以避免大豆植物中的两种免疫途径。

他说，到目前为止，亚洲大豆锈病在爱荷华州几乎没有受到威胁，因为寒冷的冬天包含了真菌的传播。然而，温暖的东南部各州必须应对这种疾病，并且它是南美大豆生产者面临的最具破坏性的疾病之一，他说。

此外，惠特姆说，许多其他植物，如小麦，都患有类似于PpEC23基因的类似铁锈真菌，他的研究也可能对这些物种产生影响。