真菌 NUDIX 蛋白：劫持植物磷感知、加剧病害的 “幕后黑手”

为探究植物磷感知机制，研究人员开展对真菌 Nudix 水解酶效应子的研究，发现其水解 PP-InsP 加剧病害。

　　

植物病原体常常释放蛋白质，瞄准宿主的生理机制，以提高它们的感染成功率。研究人员对 NUDIX 蛋白家族展开研究，该蛋白家族存在于多种病原体中，并且能够作用于多种植物物种。研究发现，真菌病原体可以利用 NUDIX 蛋白干扰植物感知自身无机磷酸盐（Pi）状态的能力，以此来 “欺骗” 植物。NUDIX 蛋白能够水解肌醇焦磷酸（PP-InsP），而 PP-InsP 正是植物细胞用于监测 Pi 水平的主要化合物。当植物将更多精力放在生长和营养摄取上时，其激活免疫反应的能力或许就会降低。

无机磷酸盐（Pi）对生命至关重要，植物细胞通过感知肌醇焦磷酸（PP-InsP）的水平来监测 Pi 的可利用程度。在这项研究中，来自致病稻瘟病菌（Magnaporthe）和炭疽菌（Colletotrichum）的一类保守的 Nudix 水解酶效应子，它们劫持植物磷感知机制的现象被揭示出来。对 Nudix 效应子家族进行的结构和酶学分析表明，它们能够选择性地水解 PP-InsP。在稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）、希金斯炭疽菌（Colletotrichum higginsianum）和禾谷炭疽菌（Colletotrichum graminicola）中进行 Nudix 效应子的基因缺失实验，结果显示 PP-InsP 水解在多种病害体系中显著加剧了病害症状。此外，研究还表明，这个保守的效应子家族能够诱导植物产生磷饥饿信号。该研究阐明了多种植物致病真菌所采用的一种分子机制，即操纵植物高度保守的磷感知通路来加重病害。