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真菌病原体分泌多种效应子以抑制宿主免疫,但能够感知这些毒力因子的植物受体往往仍未被明确鉴定。在本研究中,我们鉴定出糖cane黑粉病病原菌甘蔗鞭黑粉菌(*Sporisorium scitamineum*)分泌的一种RNase——Ss1624,并证明其可被定位于质膜的CrRLK1L家族受体激酶RLK15识别。这种识别会触发经典的免疫反应,包括活性氧爆发、胼胝质沉积和防御基因激活,并诱导过敏性细胞死亡。在机制上,Ss1624可与受体样激酶RLK15发生物理互作,而RLK15是Ss1624诱导细胞死亡所必需的。功能分析表明,这种互作以激酶活性依赖的方式增强RLK15的自磷酸化,提示Ss1624可作为一种诱导因子发挥作用。转录谱分析进一步揭示,在感染过程中,Ss1624与RLK15呈协同表达模式;而对Ss1624表达的扰动会改变RLK15的转录水平及病原性结局。将这些发现拓展至水稻后,我们发现其同源蛋白OsRLK15能够在不造成产量损失的情况下,正向促进水稻对细菌性和真菌性病害的抗性。我们的研究支持这样一种模型:分泌型RNase效应子可被受体激酶直接感知,从而启动广谱免疫反应;该研究为深入理解宿主—病原体互作提供了新见解,并鉴定出RLK15这一可用于作物改良的候选因子。
受体样激酶 RLK15 与真菌核糖核酸酶效应子结合,增强自磷酸化并激活宿主防御 | bioRxiv
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受体样激酶 RLK15 与真菌核糖核酸酶效应子结合,增强自磷酸化并激活宿主防御
Lei Li
Yuhe Lian
Li Zhang
Huan Jia
Yunpeng Gai
Guy Smagghe
Song Tang
Mengmeng Yang
Enping Cai
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Yizhen Deng
Zide Jiang
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Xiaofan Zhou
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Changqing Chang
doi:
https://doi.org/10.64898/2026.10.15.759029
Lei Li
1
华南农业大学植物保护学院,农业部生物防治工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642;
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Yuhe Lian
1
华南农业大学植物保护学院,农业部生物防治工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642;
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Li Zhang
1
华南农业大学植物保护学院,农业部生物防治工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642;
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Huan Jia
1
华南农业大学植物保护学院,农业部生物防治工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642;
中国;
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Yunpeng Gai
² 北京林业大学草业与草原学院,中国北京,100083;
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Guy Smagghe
³ 贵州大学昆虫研究所,中国贵阳,550025;比利时布鲁塞尔自由大学(VUB)生物系,比利时布鲁塞尔,1050;
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Song Tang
⁴ 华南农业大学植物保护学院,生物防治教育部工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642;
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Mengmeng Yang
⁴ 华南农业大学植物保护学院,生物防治教育部工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642;
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Enping Cai
⁵ 广东省科学院南繁与种业研究所,广东省甘蔗遗传改良工程技术研究中心,中国广州,510316。
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Yizhen Deng
⁴ 华南农业大学植物保护学院,生物防治教育部工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642;
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Yizhen Deng 作者记录
Zide Jiang⁴
⁴ 华南农业大学植物保护学院,教育部生物防治工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642。
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Lianhui Zhang⁴
⁴ 华南农业大学植物保护学院,教育部生物防治工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642。
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Xiaofan Zhou⁴
⁴ 华南农业大学植物保护学院,教育部生物防治工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642。
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Xiaofan Zhou 的 ORCID 记录
Changqing Chang⁴
⁴ 华南农业大学植物保护学院,教育部生物防治工程研究中心,综合微生物学研究中心,中国广州,510642。
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通讯作者:
changcq{at}scau.edu.cn
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真菌病原体会分泌多种效应子以抑制宿主免疫,但能够识别这些毒力因子的植物受体往往尚未明确。在此,我们鉴定了甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)分泌的一种核糖核酸酶 Ss1624,并发现其可被……所识别。
质膜定位的 CrRLK1L 家族受体激酶 RLK15。这种识别会触发典型的免疫反应,包括活性氧爆发、胼胝质沉积、防御基因激活,并诱导超敏细胞死亡。在机制上,Ss1624 与受体样激酶 RLK15 发生物理互作,而 RLK15 是 Ss1624 触发细胞死亡所必需的。功能分析表明,这种互作以激酶活性依赖的方式增强 RLK15 的自磷酸化,提示 Ss1624 可发挥激发子作用。转录谱分析进一步揭示,感染过程中 Ss1624 和 RLK15 呈现协同表达模式;扰动 Ss1624 的表达会改变 RLK15 的转录水平及病原菌侵染结果。将这些发现拓展至水稻后发现,直系同源基因 OsRLK15 可增强水稻对细菌病害和真菌病害的抗性,且不会造成产量损失。我们的研究结果支持这样一种模型:分泌型 RNase 效应子可被受体激酶直接感知,从而启动广谱免疫反应。这些发现增进了我们对寄主—病原物互作的认识,并表明 RLK15 是作物改良的候选靶标。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
基金信息声明
国家重点研发计划,编号:2024YFD1200800
国家自然科学基金,编号:32472498、U23A20148
版权
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发布于 2026 年 10 月 16 日。
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Song Tang、
Mengmeng Yang、
Enping Cai、
Yizhen Deng、
Zide Jiang、
Lianhui Zhang、
Xiaofan Zhou、
Changqing Chang
bioRxiv
2026.10.15.759029;
doi:
https://doi.org/10.64898/2026.10.15.759029
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Song Tang、
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Lianhui Zhang、
Xiaofan Zhou、
Changqing Chang
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2026.10.15.759029;
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https://doi.org/10.64898/2026.10.15.759029
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关键词:受体样激酶RLK15 · 真菌核糖核酸酶效应子 · 植物先天免疫 · 自磷酸化 · 作物抗病性
原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.15.759029v1?rss=1