近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)植物免疫研究團(tuán)隊(duì)在《PNAS》期刊上發(fā)表題為“Stripe rust fungus subverts wheat phase separation–mediated immunity to promote infection”的研究成果。西北農(nóng)林科技大學(xué)已畢業(yè)博士閆通、在讀博士生趙晉仁與陳璨為論文的共同第一作者，王曉杰教授與湯春蕾研究員為共同通訊作者。

研究團(tuán)隊(duì)前期篩選到一個(gè)條銹菌效應(yīng)蛋白Hasp170，發(fā)現(xiàn)其能夠進(jìn)入小麥細(xì)胞核并抑制植物的免疫反應(yīng)。通過創(chuàng)制RNAi轉(zhuǎn)基因小麥材料證明，Hasp170是條銹菌的一個(gè)關(guān)鍵致病因子，且其核定位功能對其發(fā)揮毒性作用至關(guān)重要。

為探究條銹菌效應(yīng)蛋白Hasp170在寄主細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮毒性功能的具體作用機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)鑒定到一個(gè)與其互作的小麥核蛋白TaPSTE。功能分析顯示，TaPSTE是小麥抗條銹病的正調(diào)控因子，敲除該基因?qū)е滦←溈共⌒燥@著減弱，而過表達(dá)該基因則顯著增強(qiáng)抗病性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TaPSTE能通過其內(nèi)在無序區(qū)IDR1發(fā)生液-液相分離，在細(xì)胞核內(nèi)形成動(dòng)態(tài)凝聚體結(jié)構(gòu)，而這種相分離能力是其發(fā)揮抗病功能所必需的。

研究表明，TaPSTE的核內(nèi)凝聚體能夠招募包括轉(zhuǎn)錄因子TaNF-YC在內(nèi)的多種轉(zhuǎn)錄相關(guān)組分，進(jìn)而激活下游Ca2?-CDPK-RBOH-ROS等免疫信號通路，實(shí)現(xiàn)免疫相關(guān)基因的重編程表達(dá)。然而，條銹菌分泌的效應(yīng)蛋白Hasp170能夠直接結(jié)合TaPSTE的IDR1結(jié)構(gòu)域，干擾其自相互作用及TaPSTE-TaNF-YC相分離復(fù)合體的形成，從而抑制該模塊的轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能，最終削弱小麥由ROS和Ca2?介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)病原菌的成功侵染與定殖。

條銹菌操縱寄主液-液相分離過程促進(jìn)侵染定殖的模式圖