新门内部资料大全免费查看,绿色能源设施应用探索-综述

　　该研究论文揭示了串联激酶抵御病原菌入侵的全新免疫机制：一个非典型的NLR蛋白WTN1(Wheat Tandem NBD1)与串联激酶WTK3协同识别病原菌的效应蛋白激发免疫反应，表现对多种小麦真菌病害的抗性。这也突破领域内对串联激酶作用机制的认识，发现串联激酶与传统NLR协同抗病新范式。

　　重要育种价值

　　论文共同通讯作者刘志勇研究员介绍，串联激酶是近年来在小麦和大麦中发现的一类新型抗病蛋白，由两个或多个激酶结构域串联而成，分别表现出对条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病、麦瘟病和黑粉病的抗性，具有重要的育种价值。

　　研究团队前期从中国小麦地方品种和野生二粒小麦中，分别克隆得到编码新型串联激酶的广谱抗白粉病基因Pm24(WTK3)和Pm36(WTK7-TM)。不过，关于串联激酶这类新型抗病蛋白存在许多悬而未决的科学问题，包括串联激酶如何识别病原菌效应因子、串联激酶的不同激酶结构域在作物免疫反应中分别扮演什么样的角色、串联激酶通过什么免疫途径激活作物的抗病反应等。

　　两个功能模块

　　本项研究中，研究团队通过筛选抗白粉病基因Pm24(WTK3)的EMS诱变感病突变体，鉴定到一个WTK3抗病通路的关键因子WTN1，WTN1是与WTK3紧密连锁的非典型NLR蛋白。遗传学分析结果表明，WTN1的存在是WTK3免疫小麦白粉病的关键，WTK3-WTN1通过感受器-编码器的协同作用模式激活免疫反应。特别是WTK3不仅抗小麦白粉病，并且能够识别麦瘟病菌效应因子PWT4并触发免疫反应，具有潜在的抗麦瘟病能力。

　　研究团队进一步通过植物免疫学、生化实验、电生理实验和进化分析等多种方法，发现小麦中的WTK3和WTN1基因在进化过程中形成紧密的合作关系，共同帮助小麦抵抗病原菌的入侵。具体来说，WTK3有两个重要的功能模块：第一个模块任务是识别病原菌释放的“攻击信号”-效应蛋白；第二个模块是形成一个“防御小分队”，当感知到病原菌入侵后，WTK3-WTN1复合物迅速被激活，形成离子通道促进钙离子内流，从而激活超敏反应和细胞程序化死亡。

　　特有基因资源

　　刘志勇总结表示，前期研究表明Pm24(WTK3)基因为中国小麦地方品种所特有的基因资源，研究团队经过多年的回交转育，已将Pm24基因导入到多个高产小麦底盘品种，创制的抗病新种质已无偿发放给国内多家单位进行抗病育种利用。