近日，西北農林科技大學植物保護學院植物免疫研究團隊在New Phytologist在線發表了題為“Novel stripe rust effector boosts the transcription of a host susceptibility factor through affecting histone modification to promote infection in wheat”的研究論文。該研究首次直接發現真菌中具有反式轉錄激活活性的效應子PstGTA1，該效應子通過靶向寄主基因啟動子并提高其組蛋白乙酰化水平從而激活小麥特異性易感基因的轉錄植保學院博士研究生段婉露為論文第一作者，趙晶副研究員和康振生院士為該論文的共同通訊作者。
調控寄主基因表達是病菌致病的重要手段之一。然而，植物病原真菌直接調控寄主基因表達的分子機理仍知之甚少。該研究發現，PstGTA1與染色質重塑復合體SNF2亞基部分同源，在條銹菌侵染過程中被分泌并轉運到小麥細胞核中，且其C端具有轉錄激活活性。沉默PstGTA1后條銹菌的生長發育受到了明顯的抑制，而過表達PstGTA1則能夠顯著增強小麥對條銹菌的感病性，表明PstGTA1在侵染過程中發揮著重要功能。
通過對過表達PstGTA1的轉基因小麥進行轉錄組測序分析，發現在差異表達的78個小麥基因中，33個上調表達基因均位于小麥3B染色體上，且其中26個聚集在同一區段。其中，TaSIG被誘導表達并且顯著高于其它基因，表明PstGTA1調控轉錄的機制似乎與染色質重塑相關。染色質重塑通常伴隨著組蛋白修飾，例如H3乙酰化修飾。因此對過表達小麥進行乙酰化水平檢測，發現與野生型小麥Fielder相比，過表達植株中H3K4的乙酰化水平明顯升高。Chip-qPCR結果表明TaSIG啟動子區域H3K4乙酰化水平也顯著富集。這些結果表明了PstGTA1通過影響TaSIG所在染色質片段的組蛋白乙酰化來調節其表達。此外，利用DLR、Chip-qPCR和EMSA進一步證明了PstGTA1能夠直接結合TaSIG的啟動子激活其表達。進一步分析表明，瞬時沉默TaSIG顯著降低了小麥對Pst的感病性。
該研究鑒定到了一個條銹菌轉錄激活因子PstGTA1能夠直接結合寄主感病因子TaSIG的啟動子，并通過增加H3K4乙酰化，從而激活其轉錄，最終促進小麥感病。
該工作得到了國家重點研發計劃（2021YFD1401001）、陜西省自然科學基礎研究計劃（2023-JC-YB-149）和科技部“111計劃”（BP0719026）的資助。
論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19312
日期：2023-11-10
調控寄主基因表達是病菌致病的重要手段之一。然而，植物病原真菌直接調控寄主基因表達的分子機理仍知之甚少。該研究發現，PstGTA1與染色質重塑復合體SNF2亞基部分同源，在條銹菌侵染過程中被分泌并轉運到小麥細胞核中，且其C端具有轉錄激活活性。沉默PstGTA1后條銹菌的生長發育受到了明顯的抑制，而過表達PstGTA1則能夠顯著增強小麥對條銹菌的感病性，表明PstGTA1在侵染過程中發揮著重要功能。
通過對過表達PstGTA1的轉基因小麥進行轉錄組測序分析，發現在差異表達的78個小麥基因中，33個上調表達基因均位于小麥3B染色體上，且其中26個聚集在同一區段。其中，TaSIG被誘導表達并且顯著高于其它基因，表明PstGTA1調控轉錄的機制似乎與染色質重塑相關。染色質重塑通常伴隨著組蛋白修飾，例如H3乙酰化修飾。因此對過表達小麥進行乙酰化水平檢測，發現與野生型小麥Fielder相比，過表達植株中H3K4的乙酰化水平明顯升高。Chip-qPCR結果表明TaSIG啟動子區域H3K4乙酰化水平也顯著富集。這些結果表明了PstGTA1通過影響TaSIG所在染色質片段的組蛋白乙酰化來調節其表達。此外，利用DLR、Chip-qPCR和EMSA進一步證明了PstGTA1能夠直接結合TaSIG的啟動子激活其表達。進一步分析表明，瞬時沉默TaSIG顯著降低了小麥對Pst的感病性。
該研究鑒定到了一個條銹菌轉錄激活因子PstGTA1能夠直接結合寄主感病因子TaSIG的啟動子，并通過增加H3K4乙酰化，從而激活其轉錄，最終促進小麥感病。
該工作得到了國家重點研發計劃（2021YFD1401001）、陜西省自然科學基礎研究計劃（2023-JC-YB-149）和科技部“111計劃”（BP0719026）的資助。
論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19312
日期：2023-11-10
