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人才强校 |植保学院刘俊峰教授课题组在水稻免疫受体识别稻瘟病菌效应蛋白的结构机制研究取得重要进展

植保学院 2018年11月05日 报道 浏览次数:

  本网讯 近日,我校植物保护学院刘俊峰教授课题组和法国农业科学研究院 Thomas Kroj博士课题组合作于《PNAS》上在线发表了题为“Specific recognition of two MAX effectors by integrated HMA domains in plant immune receptors involves distinct binding surfaces”的研究论文(DOI: 10.1073/pnas.1810705115),在水稻免疫受体蛋白识别结构域HMA(heavy metal-associated domain)特异识别稻瘟病菌MAX类(Magnaporthe oryzae avirulence and ToxB-like)效应蛋白的机制上取得了重要进展。

稻瘟病是威胁水稻安全生产的主要真菌病害,选用适宜的抗病品种是控制该病害最经济有效的方法。但是主效基因抗性特异性强,容易丧失。因此,深入了解水稻胞内免疫受体识别稻瘟病菌的分子机制,对于改变水稻抗瘟基因的特异性具有指导意义。

该研究团队综合运用结构生物学、遗传学和生物物理学等技术和手段,解析了RGA5_S(包含HMA结构域)自身及其与MAX类效应蛋白AVR1-CO39的多种复合物的晶体结构,明确了RGA5HMA与MAX类效应蛋白相互作用的关键残基并通过突变体的体外结合实验和表型分析确定了上述残基在识别中的作用。该团队发现,虽然RGA5HMA的结构与与水稻中的另外一个免疫受体识别结构域Pikp1HMA的结构高度相似,且二者通过相同的界面形成同源二聚体,但是RGA5HMA结合MAX效应蛋白的界面与Pikp1HMA显著不同,采用一种的新模式来结合MAX类效应蛋白。该发现为通过基因编辑技术改造抗瘟基因培育广谱抗瘟水稻品种提供了重要的理论基础。

植保学院郭力维博士和法国农业科学研究院的Stella Cesaric、 Karine de Guillend博士等为该论文共同第一作者,刘俊峰教授和法国农业科学研究院 Thomas Kroj博士为共同通讯作者。植保学院彭友良教授参与了课题的设计和指导。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研究开发项目、高等学校学科创新引智计划和教育部长江学者创新团队研究项目以及农业生物技术国家重点实验室开放课题的资助。


责任编辑:潘彩清
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