植物线虫分泌“特工蛋白”劫持宿主免疫系统

近日，中国农业科学院植物保护研究所作物线虫和细菌病害监测防治团队在世界著名学术期刊《新植物学家》上(New Phytologist)研究成果在线发布。这项研究首次揭示，甜菜孢囊线虫通过分泌SKP1/BTB/POZ 结构区域效应蛋白模拟植物SKP1蛋白，抑制宿主免疫系统，促进线虫成功寄生。这种分子机制的分析为新植物线虫防治策略的发展提供了重要的理论依据。

植物寄生线虫每年在世界各地造成超过1000亿美元的作物损失，其中孢囊线虫和根结线虫的危害最为严重。传统生物农药难以有效防治植物线虫病害，存在环境污染风险。植物线虫在感染植物时会分泌效应蛋白，就像“分子武器”一样，可以操纵植物的生理过程。虽然已知的一些效应蛋白可以抑制植物活性氧的爆发，但如何准确控制植物免疫核心部件RBOHS的机制尚不清楚。

通过发育表达分析、原位杂交和免疫组化技术，研究小组在甜菜孢囊线虫的早期寄生阶段确定了Hs28B03和Hs8H07两种关键分泌效应蛋白。这两种效应蛋白的作用机制包括：构造伪装，可以“伪装”成宿主泛素化成分，与植物CUL蛋白结合形成E3泛素连接酶复合体;靶向破坏，可特异性识别和降解植物关键抗病蛋白——大豆冷调节蛋白同源蛋白，是激活活性氧产生途径的关键因素;免疫抑制，由于上述活性氧爆发能力显著降低，宿主植物防御力减弱，大大提高了线虫寄生效率。

这项研究首次揭示了植物寄生线虫劫持宿主泛素化系统的独特策略，将装扮成宿主蛋白的“特工”效应蛋白送入植物细胞，就像特洛伊木马一样，从源头瓦解宿主的保护系统。打破这种“分子拟态”机制，将有机会制作出准确的“反间谍设备”，为深入分析植物线虫互作机制提供新的视角。

中国农业科学院植物保护研究所博士后姚科(已离开车站，现在在山东德州学院工作)是论文的第一作者，植物保护研究所研究员彭焕是通讯作者。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新项目的资助。