水稻是我國(guó)重要的糧食作物，但稻瘟菌的危害是影響水稻高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的一個(gè)重要因素。劉俊課題組在前期的研究中發(fā)現(xiàn)，稻瘟菌侵染水稻時(shí)可以分泌眾多的蛋白到水稻的質(zhì)外體中。而植物對(duì)病菌的識(shí)別主要存在于兩個(gè)層面，對(duì)病菌表面保守的分子特征物質(zhì)（PAMP）的識(shí)別（PTI，PAMPs triggered immunity）和對(duì)致病因子（effector）的識(shí)別 （ETI， Effector triggered immunity）。識(shí)別PAMPs的受體基本上都分布于植物的細(xì)胞膜上。因此，稻瘟菌侵染過程中分泌的蛋白就有可能被水稻細(xì)胞膜上分布的受體識(shí)別。

通過對(duì)稻瘟菌分泌蛋白的分離和轉(zhuǎn)基因分析，該課題組發(fā)現(xiàn)了一個(gè)分泌蛋白MoChia1可以強(qiáng)烈地激活水稻的免疫反應(yīng)，具有PAMPs物質(zhì)的典型特征。MoChia1是一個(gè)幾丁質(zhì)酶，廣泛存在于真菌中，參與真菌的細(xì)胞壁修飾。MoChia1能夠激活水稻的免疫響應(yīng)，說明水稻中存在識(shí)別MoChia1的受體。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，MoChia1可以結(jié)合chitin（幾丁質(zhì)），并抑制chitin在水稻細(xì)胞中激活的免疫響應(yīng)。通過酵母雙雜交篩選，發(fā)現(xiàn)水稻質(zhì)膜上的蛋白OsTPR1可以與MoChia1結(jié)合，并競(jìng)爭(zhēng)其與chitin的結(jié)合，從而解除MoChia1對(duì)chitin參與植物免疫激活的抑制。該研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的植物胞外免疫機(jī)制，并提出了植物中存在一些蛋白可以作為誘餌去干擾病菌對(duì)植物免疫的抑制。

該研究成果已在線發(fā)表在植物學(xué)領(lǐng)域國(guó)際重要期刊The Plant Cell上，劉俊課題組助研楊超和項(xiàng)目聘用余永旗為文章的共同第一作者，劉俊研究員為通訊作者。

圖1：水稻識(shí)別稻瘟菌分泌蛋白的分子機(jī)制

A．稻瘟菌分泌蛋白MoChia1可以激活ROS迸發(fā)；B. and C. 水稻蛋白OsTPR1與chitin競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合MoChia1; D. MoChia1抑制chitin激活的水稻免疫反應(yīng)，但OsTPR1可阻止MoChia1的抑制效應(yīng)；E. 工作模型：MoChia1抑制chitin激活的植物免疫，但OsTPR1阻止其抑制效應(yīng)，且水稻中存在識(shí)別MoChia1的受體。

該研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、“百人計(jì)劃”啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。