近日，南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院韓管助課題組聯(lián)合國內(nèi)其他課題組在《Science》雜志發(fā)表重要研究成果。中科院遺傳發(fā)育所副研究員陸平、博士生張高華，北京農(nóng)學(xué)院李晶博士和南京師范大學(xué)宮震博士為論文的共同第一作者；中科院遺傳發(fā)育所劉志勇研究員、陳宇航研究員，南京師范大學(xué)韓管助教授，崖州灣國家實(shí)驗(yàn)室周儉民研究員，湘湖實(shí)驗(yàn)室李洪杰研究員和中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所副研究員陸平為共同通訊作者。
韓管助，南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者，現(xiàn)任南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副院長。主要從事病毒進(jìn)化和多樣性以及病原與宿主間互作進(jìn)化方面的研究工作。研究工作多次獲得 Nature Reviews Microbiology 、 Trends in Plant Science 、 The Plant Cell 等期刊評述或推薦。多次受邀為 Nature Plants 、 Trends in Microbiology 等期刊撰寫綜述或評述文章。
該研究通過對攜帶串聯(lián)激酶蛋白WTK3的小麥品系進(jìn)行誘變篩選感病突變體，發(fā)現(xiàn)一個(gè)與WTK3共同執(zhí)行免疫功能的關(guān)鍵因子WTN1。WTN1是與WTK3相鄰且緊密連鎖的非典型NLR蛋白。遺傳學(xué)分析表明，WTN1對WTK3介導(dǎo)的抗白粉病免疫功能不可或缺。WTK3-WTN1通過“感受器-編碼器”協(xié)同作用模式激活免疫反應(yīng)。另外，WTK3不僅能抗小麥白粉病，還能識(shí)別麥瘟病菌效應(yīng)因子PWT4并觸發(fā)免疫反應(yīng)，表現(xiàn)出潛在的抗麥瘟病能力。
該研究發(fā)現(xiàn)，WTK3的假激酶片段PKF結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)識(shí)別麥瘟菌的效應(yīng)因子PWT4，而其第二個(gè)激酶（Kinase II）結(jié)構(gòu)域則負(fù)責(zé)與WTN1互作。識(shí)別病原菌效應(yīng)因子后，激活的WTK3-WTN1復(fù)合物發(fā)生高聚化，形成離子通道，促進(jìn)鈣離子內(nèi)流，從而激活超敏反應(yīng)和細(xì)胞程序化死亡。WTK3類串聯(lián)重復(fù)激酶蛋白起源于早熟禾亞科共同祖先中發(fā)生的激酶融合事件，而WTN1類NLR蛋白起源于禾本科共同祖先中NLR蛋白NBD結(jié)構(gòu)域串聯(lián)加倍事件。在早熟禾亞科進(jìn)化過程中，WTK3類蛋白和WTN1類蛋白經(jīng)歷了協(xié)同進(jìn)化，進(jìn)一步支持了WTK3類和WTN1類蛋白間長期的合作關(guān)系。
圖1 廣譜多抗基因WTK3的工作模型
來源： 南京師范大學(xué)
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