近日,河南農業大學李洪連、施艷團隊在JIPB期刊發表題為“The ZmRACK1-ZmCDPK7-ZmAPX1 module regulates plant antiviral immunity”的研究成果。該研究由河南農業大學植物保護學院李洪連、施艷課題組完成,施艷教授,楊雪副教授和袁虹霞教授為該論文的通訊作者,已畢業碩士研究生張玉陽為論文第一作者。
研究發現,ZmCDPK7受MCMV侵染誘導上調表達,過表達可增強玉米抗性并減少病毒積累,而敲除ZmCDPK7則導致玉米更感病。ZmCDPK7直接與ZmAPX1互作,并磷酸化ZmAPX1的Thr164位點,顯著增強ZmAPX1酶活性,從而清除ROS、抑制MCMV侵染。ZmAPX1過表達也會導致抗性增強,缺失則導致玉米更感病。此外支架蛋白ZmRACK1同時結合ZmCDPK7與ZmAPX1,增強兩者互作、促進ZmCDPK7對ZmAPX1磷酸化并提高ZmAPX1酶活,ZmRACK1敲除或沉默也會使病毒侵染顯著增強。
MCMV致病因子P31蛋白分別與ZmCDPK7和ZmRACK1互作,通過競爭性結合破壞ZmRACK1-ZmCDPK7和ZmCDPK7-ZmAPX1互作,導致復合體解體,阻斷ZmCDPK7對ZmAPX1的磷酸化激活,削弱寄主ROS清除能力,從而增強病毒侵染。此外,ZmCDPK7還在玉米抗旱與抗莖腐病等脅迫中發揮正向調控作用。
該研究揭示了ZmRACK1-ZmCDPK7-ZmAPX1功能模塊在植物先天免疫中調控抗病毒防御的完整信號通路,并闡明了病毒效應蛋白P31靶向、劫持該通路的分子機理。
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ZmRACK1-ZmCDPK7-ZmAPX1模塊調控對MCMV免疫的工作模型
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