稻曲病是水稻生产上的重大真菌病害,每年给我国造成巨大粮食损失,严重制约着我国水稻的稳产、高产和优产,威胁着我国粮食安全和食品安全。稻曲病菌主要侵染水稻的花器官,影响花粉活性,导致败育和秕谷率上升,但其背后的分子机制尚不清楚。
研究团队鉴定到一个关键质外体效应蛋白Sxp1,该蛋白在富营养环境及侵染早期被诱导表达分泌,在水稻中异源表达导致花粉活力下降和小穗不育,其敲除突变体致病力显著下降且不能抑制寄主免疫。进一步研究发现,Sxp1直接靶向水稻脂质转移蛋白LTPL113,该蛋白能够结合磷脂酸(PA)和磷脂酰丝氨酸(PS),对花粉发育和脂质介导的免疫反应均至关重要。Sxp1通过与LTPL113互作,精准破坏其与脂质的结合,从而同时阻断花粉外壁发育所需的脂质转运和免疫信号输出,实现“一箭双雕”的致病策略。
该研究揭示了一种长期以来被忽视的花器官特异侵染策略:病原菌并非简单抑制免疫,而是通过精准劫持宿主生殖发育过程,在“发育—免疫”的交汇节点实现系统性操控。这一发现将脂质信号置于植物免疫与生殖发育的交叉调控中心,突破了传统单一免疫抑制的认知。在应用层面,研究为靶向农药研发及抗性材料创制提供了全新靶点。