【摘 要】
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根结线虫(root knot nematode,RKN)分布广泛且危害严重,能够侵染超过5500种植物,每年造成巨大的经济损失,是农业生产上最重要的病原物之一.近些年的研究发现,植物寄生线虫分泌多种效应蛋白帮助寄生,但大多数线虫效应蛋白以及植物中靶标蛋白的功能仍然未知.巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)在生物体中广泛存在,具有丰富的生物学功能,例如调节先天性和适应性免疫应答.已有证据表明,动物寄生虫在
【机 构】
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中国农业大学植物保护学院,北京100193 INRA, UMR 1355 Institut Sop
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根结线虫(root knot nematode,RKN)分布广泛且危害严重,能够侵染超过5500种植物,每年造成巨大的经济损失,是农业生产上最重要的病原物之一.近些年的研究发现,植物寄生线虫分泌多种效应蛋白帮助寄生,但大多数线虫效应蛋白以及植物中靶标蛋白的功能仍然未知.巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)在生物体中广泛存在,具有丰富的生物学功能,例如调节先天性和适应性免疫应答.已有证据表明,动物寄生虫在感染过程分泌MIF类蛋白以逃避宿主免疫反应,这为研究植物寄生线虫MIF提供了线索.我们从南方根结线虫(Meloidogyne incognita)中鉴定了四个MIF,其均为典型的MIF类蛋白(类似于人和动物寄生虫分泌的MIF).研究发现MiMIFs表达量在线虫寄生期上调.MiMIF蛋白主要在皮下组织和表皮中表达,并分泌到寄主植物细胞中.实验结果表明,MiBMIF具有互变异构酶活性,可保护线虫免受过氧化氢的损害.利用烟草瞬时表达系统,在烟草叶片上表达MiBMIF能够抑制由Bax诱导产生的坏死反应.在植物中,利用体内RNAi干扰线虫MiMIFs的表达导致根结数和线虫数分别减少60％,表明MiMIF效应蛋白对线虫的寄生起重要作用.在拟南芥中异源表达MiBMIF增加植物对线虫的敏感性,且干扰由过氧化氢诱导的胞质内钙离子内流.拟南芥异源表达MiBMIF后抑制由flg22处理触发的植物MAPK级联反应的激活,降低防御基因的表达和胼胝质沉积.利用免疫沉淀及质谱技术、Co-IP和双分子荧光互补实验证明MiBMIF与参与钙离子跨膜转运、应激反应和信号转导的两个拟南芥膜联蛋白AnnAt1和AnnAt4存在特异性相互作用.且MiBMIF第一个脯氨酸残基和膜联蛋白钙离子结合位点是互作的关键位点.我们的研究结果首次证明南方根结线虫通过分泌MiMIFs负调控寄主膜联蛋白介导的免疫反应来帮助南方根结线虫寄生.
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