近日,中國農業科學院植物保護研究所糧食作物真菌病害監測與防控團隊在《New Phytologist》在線發表題為“Effector secretion and stability in the maize anthracnose pathogen Colletotrichum graminicola requires N-linked protein glycosylation and the ER chaperone pathway”的論文。該論文發現N-糖基化修飾通過維持內質網伴侶蛋白CgCNX1的穩定性參與調控禾谷炭疽菌效應蛋白分泌和致病的新機制。
蛋白質N-糖基化修飾被廣泛證明在植物病原真菌侵染過程中發揮重要作用,然而其影響病原菌致病的相關機制尚不清楚。由禾谷炭疽菌( Colletotrichum graminicola )侵染引起的玉米炭疽莖腐病造成嚴重產量損失,極大威脅玉米安全生產。
該研究首先通過N-糖基化修飾抑制劑衣霉素處理證實了N-糖基化修飾是禾谷炭疽菌生長發育和致病力所必需的。隨后通過對禾谷炭疽菌營養生長和侵染階段的N-糖基化定量蛋白質組學分析,發現內質網質量控制(ERQC)通路幾乎所有蛋白被N-糖基化修飾,表明N-糖基化修飾能夠調控內質網中蛋白的修飾、加工和質量控制。阻斷CgALG3介導的N-糖基化修飾引起禾谷炭疽菌強烈的內質網應激壓力以及生長和致病力缺陷。進一步對禾谷炭疽菌內質網質量控制通路蛋白CgCNX1糖基化修飾功能研究發現,N-糖基化修飾通過維持內質網伴侶蛋白的穩定性調控禾谷炭疽菌效應蛋白分泌和致病力。該研究揭示了N-糖基化修飾參與禾谷炭疽菌生長發育和致病過程的分子調控機制,為研發針對蛋白糖基化修飾的玉米炭疽莖腐病的防控方法提供了分子靶標。
中國農業科學院植物保護研究所和深圳農業基因組研究所聯合培養博士后梅杰為該論文的第一作者,劉文德研究員為該論文的通訊作者。該研究得到中國農科院農業科技創新工程(ASTIP)等項目資助。
論文鏈接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.19213