由稻梨孢菌引起的稻瘟病是严重危害水稻安全生产的国家一类病害。泛素化修饰 (Ubiquitination) 是真核生物中一种重要的蛋白质翻译后修饰,它通过26S蛋白酶体介导蛋白质的降解或通过影响蛋白质间的相互作用、蛋白质定位等,调控多种细胞过程。已有研究报道预测:稻梨孢菌基因组包含8个类E1–泛素激活酶 (ubiquitin-activating enzyme) 编码基因,21个E2–泛素结合酶 (ubiquitin-conjugating enzyme) 编码基因和94个E3–泛素连接酶 (E3 ligase) 编码基因;其中多个泛素化系统的组分已被证明在稻瘟菌生长、产孢、致病和胁迫响应方面起重要作用。

Phytopathology Research 今日在线发表了中国农业大学植物保护学院题为“Ubiquitination in the rice blast fungus Magnaporthe oryzae : from development and pathogenicity to stress responses”的综述文章。该文主要综述了泛素化修饰在稻梨孢菌生长、致病、胁迫响应以及稻梨孢菌与寄主植物相互作用中的重要功能,主要内容包括:1) 泛素–蛋白酶体系统 (ubiquitin-proteasome system, UPS) 包括E2、E3和去泛素化酶 (deubiquitinating enzyme) 等在稻梨孢菌生长、产孢和致病中的作用;2) 类泛素化修饰 (ubiquitin-like modification) 在稻梨孢菌生长、产孢和致病中的作用;3) 泛素化修饰在稻梨孢菌响应不同胁迫中的作用;4) 泛素化修饰在水稻–稻梨孢互作中的作用。同时,该文还介绍了底物蛋白在RING/U-box型E3的参与下,可通过直接与E2互作获得激活的泛素分子 (ubiquitin),进而被蛋白酶体降解的最新进展。此外,文中还列表总结了已报道的稻梨孢菌的泛素化通路相关蛋白,并讨论了可通过参考酵母或其他物种中已鉴定的泛素化成分和底物的同源物,挖掘稻梨孢菌中的泛素组分和被调控的底物;通过研究不同翻译后修饰之间的相互调节规律,加深对蛋白质翻译后修饰功能的认识。该文为进一步探究泛素化修饰在稻梨孢菌及其他植物病原菌生长及致病过程中的作用提供了参考。

Fig. 1 Schematic diagram depicting the process of the ubiquitin–proteasome system.

中国农业大学植物保护学院农业部有害生物监测与绿色控制重点实验室的彭友良教授和陈倩副教授设计了该综述框架;陈倩副教授为本文的通讯作者,博士生王羽为第一作者,Vijai Bhadauria教授参与了该文章的撰写。陈倩副教授目前正在从事蛋白质泛素化修饰在稻梨孢菌致病性和水稻抗瘟性中的作用与机理研究,其研究得到国家自然科学基金项目 (32072368) 和中国农业大学2115人才培养计划项目的资助。

Cite this article:

Wang, Y., Yang, N., Zheng, Y. et al. Ubiquitination in the rice blast fungus Magnaporthe oryzae: from development and pathogenicity to stress responses.

Phytopathol Res. 2022; 4: 1. https://doi.org/10.1186/s42483-021-00106-w

来源: 中国植物病理学会