桑果具有丰富的营养价值和极高的经济价值，其产业已成为目前桑树多元开发利用覆盖面最广的领域之一。在桑果生长发育过程中，会面临多种真菌侵染，其中由桑实杯盘菌 (Ciboria shiraiana)引起的桑果肥大性菌核病是桑椹生产上的一种毁灭性真菌病害（俗称桑白果病），严重影响桑果的产量和品质，制约着我国果桑产业的健康发展。效应蛋白 (Effector)是病原菌向宿主植物分泌的一种影响寄主免疫、促进病菌侵染的必要“武器”，明确效应蛋白调控寄主免疫的分子机制，不仅可以加深对病原菌与植物互作的认识，而且对绿色防控技术研发具有指导意义。然而，此前对于桑实杯盘菌的效应蛋白研究仍处于空白阶段。

2024年05月16日，西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室赵爱春教授课题组在国际植物学领域权威期刊《Plant Physiology》(中科院一区Top，最新影响因子7.4）在线发表了题为“Effector Cs02526 from Ciboria shiraiana induces cell death and modulates plant immunity”的研究论文，该研究揭示桑实杯盘菌效应蛋白Cs02526调控植物免疫的分子机制。

该研究筛选到一个桑实杯盘菌特异的效应蛋白Cs02526，其可在多种植物中诱导细胞死亡并激活植物防御反应。研究揭示了Cs02526诱导的细胞死亡是由膜上的类受体蛋白激酶BAK1介导，并且依赖于其自身的免疫原片段。进一步分析发现Cs02526的同源蛋白广泛分布于半活体营养型和死体营养性植物病原真菌中，但这些同源蛋白不能诱导植物细胞死亡，说明Cs02526与其同源蛋白已出现功能分化。在桑实杯盘菌中降低Cs02526基因表达水平后，发现病原菌侵染烟草和桑树叶片的症状明显减轻；同时，用基因特异的双链RNA或低浓度蛋白处理植物叶片后可以提高植物对桑实杯盘菌的抗性，这表明该基因具有发展为绿色农药的潜力 (图1)。综上，该研究揭示了效应蛋白Cs02526在桑实杯盘菌-植物相互作用中扮演关键角色，并为后续绿色防治技术的研发奠定了基础。

图1. 效应蛋白Cs02526调节植物免疫及其病害防治应用的工作模型

西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室为论文第一完成单位，博士研究生张帅为论文第一作者，实验室赵爱春教授（国家蚕桑产业技术体系岗位科学家）为论文通讯作者。博士后范伟，博士研究生陈雪霏、顾小辉，已毕业硕士研究生李若兰、刘书曼，中国热带农业科学院环境与植物保护研究所王树昌研究员和贵州中医药大学中药民族药资源研究院青年教师朱攀攀参与了该研究。西南大学分析测试中心李艳老师以及西南大学资源昆虫全国重点实验室博士后张少宇为共聚焦显微镜使用提供了技术支持。该研究得到了海南省重点研发项目(ZDYF2022SHFZ319)、国家现代农业产业技术建设专项(CARS-18-ZJ0201)和重庆市现代农业产业技术体系(COMAITS202311)的资助。

论文链接：

https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiae286/7675301。

（供稿：张帅 审核：代方银）