国家现代农业与食品前沿产业技术创新战略联盟副理事长卢江教授揭示HY5在植物抗霜霉病过程中起作用

在植物-病原卵菌长期协同进化过程中，植物利用自身先天免疫抵御病原菌的入侵。与此同时，植物病原菌能够通过分泌效应蛋白进入植物细胞间隙或内部，干扰植物免疫。因此探究效应蛋白调控植物先天免疫的分子机制对于深入理解植物先天免疫系统以及植物病原菌的防治工作具有重要意义。植物bZIP转录因子HY5是光信号转导关键因子，参与调控植物生长发育、昼夜节律和非生物胁迫等重要信号通路，但目前仍然没有证据证明HY5是否直接参与植物抗生物胁迫信号通路。

        近日，New Phytologist在线发表了国家现代农业与食品前沿产业技术创新战略联盟副理事长、上海交通大学大学农业与生物学院卢江课题组题为 “Arabidopsis downy mildew effector HaRxLL470 suppresses plant immunity by attenuating the DNA‐binding activity of bZIP transcription factor HY5” 的研究论文。论文发现植物光信号转导关键因子HY5在植物抗霜霉病过程中挥发正向调控作用，而植物病原卵菌高度保守的效应蛋白HaRxLL470通过与寄主植物蛋白HY5相互作用，抑制植物免疫。

        该研究以高度保守的植物病原卵菌RxLR效应蛋白HaRxLL470为研究对象，对该效应蛋白进行功能分析、靶蛋白筛选并解析了该效应蛋白与靶蛋白相互作用的分子机制。拟南芥霜霉菌RxLR效应蛋白HaRxLL470在植物病原卵菌中高度保守，且该效应蛋白能够增强不同病原卵菌和病原细菌的致病性。植物光信号转导关键因子HY5能够促进抗病相关基因的表达，活性氧的积累和滞后型坏死，抑制拟南芥霜霉菌的生长，在寄主植物抗霜霉病过程中发挥正向调控作用。效应蛋白HaRxLL470能够和寄主植物HY5相互作用，干扰HY5的DNA-binding结构域的活性，拮抗HY5调控的下游基因表达，影响HY5的功能，从而抑制植物免疫。

        综上所述，本研究首次揭示了光信号转导关键因子HY5在植物抗生物胁迫中发挥正向调控作用，植物病原卵菌高度保守的效应蛋白HaRxLL470通过与寄主蛋白HY5相互作用，干扰HY5的DNA-binding结构域活性，抑制HY5介导的植物免疫，提高病原菌致病性。HaRxLL470与HY5的互作机制研究为植物先天免疫研究提供了新的视角，同时为遗传改良作物抗病性提供新的靶标和策略。

        上海交通大学农业与生物学院博士生陈淑云为第一作者，马涛为共同第一作者。卢江教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2018YFD 1000301）、上海市科委（18391900400）上海交通大学启动基金（WF107115001）和现代农业产业技术体系（CARS-29-yc-2）的资助。