稻曲病是世界水稻生产中的重要病害之一，不仅造成稻米产量损失，且稻曲球中产生的毒素对动物细胞具有毒性和致畸作用，严重威胁粮食安全。在我国，稻曲病发生尤为严重，年均发生面积4500万亩、减产超1.5亿公斤。培育抗稻曲病品种被认为是目前最经济有效的防治措施，但现阶段抗稻曲病品种和基因资源严重缺乏。因此，深入解析稻曲菌与水稻的互作机理，可为培育水稻抗稻曲病品种提供理论依据和重要基因资源。
近日，华中农业大学/安徽农业大学稻曲病研究团队在植物科学权威期刊《Plant Biotechnology Journal》上在线发表了题为“Ustilaginoidea virens secreted effector UvSec117 hijacks OsWRKY31-OsAOC module to suppress jasmonic acid-mediated immunity in rice”的研究论文，鉴定到一个调控稻曲病抗性的水稻转录模块OsWRKY31-OsAOC，并发现了稻曲菌效应蛋白可劫持OsWRKY31-OsAOC模块抑制水稻茉莉酸介导的免疫响应，进而促进稻曲菌侵染。
团队前期研究发现效应蛋白UvSec117是稻曲菌的关键毒力因子。本研究通过筛选和互作验证发现，效应蛋白UvSec117与水稻转录因子OsWRKY31在细胞核中互作。超表达OsWRKY31不会影响水稻的生长发育和产量，但对稻曲病、稻瘟病、纹枯病和白叶枯病的抗性显著增强，说明OsWRKY31可正调控水稻的广谱抗病性。进一步通过ChIP-seq鉴定到1054个OsWRKY31下游靶基因，通路富集分析发现靶基因参与诱导系统性抗性、水杨酸(SA)/茉莉酸(JA)介导的信号通路。ChIP-qPCR、Y1H、EMSA证明OsWRKY31直接结合JA关键生物合成基因OsAOC启动子区域并调控其转录表达，且发现OsAOC敲除突变体对稻曲病的抗性减弱。此外，LUC和EMSA实验证实效应蛋白UvSec117显著抑制OsWRKY31与OsAOC启动子的结合能力。综上所述，稻曲菌可通过分泌效应蛋白UvSec117靶向水稻转录因子OsWRKY31并抑制其转录活性，进而干扰OsWRKY31-OsAOC模块调控茉莉酸介导的植物免疫。该研究不仅丰富了植物病原菌致病的分子调控基础，鉴定到的水稻转录调控模块OsWRKY31-OsAOC可为水稻抗稻曲病品种改良提供基因资源。
我院博士生段宇航、安徽农业大学植物保护学院羊国根博士和中国计量大学生命科学学院汤近天博士为论文共同第一作者，安徽农业大学陈晓洋教授、我院郑露副教授和广西大学徐秋涛教授为论文共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金、浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.14452
