PLOS GENETICS | 河北农大王海燕教授团队在小麦病程相关蛋白抗叶锈病研究领域取得新进展！...
2020年7月13日，PLOS GENETICS在线发表了河北农业大学植物保护学院王海燕教授课题组题为“TaTLP1 interacts with TaPR1 to contribute to wheat defense responses to leaf rust fungus”的研究论文。该研究揭示了小麦病程相关蛋白TaPR1和TaTLP1的相互作用，并明确二者的互作增强了小麦对叶锈菌的抗性。
病程相关蛋白(pathogenesis related protein, PR)在植物系统获得性抗性（SAR）中起着关键作用，到目前为止，共从植物中鉴定出17个PR蛋白家族，对多种病原菌起到抗性作用。在众多PR家族成员中，PR1、PR2和PR5是植物抗病研究中普遍存在的，它们通常编码一些抗菌蛋白，当受到生物或非生物胁迫刺激时，它们的表达水平迅速增加，在整个植物系统中大量积累，是植物SAR的重要成分和植物产生抗病反应的标志。然而，PR蛋白生化活性和抗小麦叶锈病机制尚不清楚。
本课题组在前期明确了TaPR1和TaTLP1参与小麦抗叶锈病防御反应的基础上，重点研究了TaPR1和TaTLP1互作的分子机理及互作意义。本研究借助GFP-Trap和质谱分析（MS）技术发现TaPR1和TaTLP1二者相互作用，利用qPCR技术检测二者同时被叶锈菌诱导高表达，且表达模式相同；利用酵母双杂交技术（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）、共定位（co-localization）和共免疫沉淀技术（CoIP）进一步证实了TaTLP1与TaPR1之间的互作关系。在此基础上，通过构建TaPR1氨基酸缺失突变体，将TaPR1的互作关键位点锁定在了碳末端第113到第164个氨基酸之间。分别利用体外抑菌实验和基因共沉默技术（VIGS）证明TaTLP1和TaPR1的互作对抑制锈菌的生长和侵染起到了加性作用，说明TaPR1-TaTLP1相互作用正调控小麦对叶锈菌的抗性。文章首次报道了TaPR1和TaTLP1之间的互作，既为TaPR1和TaTLP1的抗锈性研究提供了新的见解，也为PR蛋白的研究提供了新的思路。
河北农业大学在读博士研究生王菲为该论文的第一作者，王海燕教授和刘大群教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的经费支持。
论文链接：
https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1008713
参考文献：
(3) Gao L, Wang S, Li X, Wang H, Liu D. Expression and functional analysis of a pathogenesis-related protein 1 gene, TcLr19PR1, involved in wheat resistance against leaf rust fungus[J]. Plant Molecular Biology Reporter, 2015, 33(4): 797-805.
(4) Zhang Y, Yan H, Wei X, Zhang J, Wang H, Liu D. Expression analysis and functional characterization of a pathogen-induced thaumatin-like gene in wheat conferring enhanced resistance to Puccinia triticina [J]. Journal of plant interactions, 2017, 12(1): 332-339.