2024年8月,我司郑文辉教授团队在New Phytologist(《新植物学家》)在线发表了题为“Vacuolar recruitment of retromer by a SNARE complex enables infection-related trafficking in rice blast”(液泡SNARE复合体招募retromer促进稻瘟病菌致病相关的囊泡转运)的研究论文。该文揭示了稻瘟病菌中液泡SNARE复合体通过招募retromer(囊泡逆转运复合体)到液泡膜上,调控细胞自噬及效应子的分泌,从而促进稻瘟病菌侵入及定殖宿主的过程。
稻瘟病是由稻瘟病菌引起的,是水稻上最具毁灭性的真菌病害之一,对全球粮食安全构成了严重威胁。Retromer复合体是一种保守的五聚体蛋白复合体(Vps35-Vps26-Vps29-Vps5-Vps17),通过调控跨膜蛋白从内体向高尔基体和质膜的逆向运输,来维持细胞的多种生物学功能。实验室前期的研究表明,retromer复合体以囊泡状定位于液泡膜附近,调控稻瘟病菌附着胞的成熟及其细胞自噬依赖的宿主侵染过程(PLoS Genetics, 2015, Molecular Plant Pathology, 2021)。此外,在稻瘟病菌侵入水稻细胞后,retromer还介导货物蛋白MoSnc1从液泡膜靶向转运至侵染菌丝表面,进而维持效应因子的分泌,促进稻瘟病菌在宿主内的定殖(New Phytologist, 2023)。然而,retromer如何被招募到液泡膜上并协调细胞自噬和MoSnc1介导的效应子分泌的分子机制仍不清楚。
本研究发现,与retromer相似,液泡SNARE复合体MoPep12-MoVti1-MoVam7-MoYkt6各个组分对稻瘟病菌的发育及致病过程至关重要。液泡SNARE复合体通过招募retromer至液泡膜上以维持retromer依赖的囊泡转运过程,进而促进自噬依赖的附着胞侵入以及侵入后MoSnc1介导的效应子分泌过程。本研究进一步完善了retromer的招募及货物分选机制,丰富了囊泡转运过程在稻瘟病菌侵染前(附着胞的成熟)及侵染后(效应子的分泌)的致病机理,为开发靶向囊泡转运的新型生物杀菌剂或生物制剂提供了理论基础。
图1 稻瘟病菌中液泡SNARE复合体依赖的retromer招募模式图
我司博士生陈鑫、青年教师胡杰雄以及已毕业硕士仲浩鸣为论文共同第一作者,郑文辉教授为通讯作者。该研究得到了闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室师生,闽江学院王宗华教授以及新加坡淡马锡生命科学研究所Naweed Naqvi教授的指导和帮助。本研究由国家自然科学基金(32122071;32272481;32302308)、国家重点研发计划(2023YFD1400200)以及福建省自然科学基金(2021J06015)资助。