小麦团队成功解析抗体抗赤霉病机理

近日，《New Phytologist》在线发表了我校小麦团队抗赤霉病机理研究新进展“An antibody that confers plant disease resistance targets a membrane-bound glyoxal oxidase in Fusarium”。植物科学技术学院博士研究生宋修仕为第一作者，廖玉才教授为通讯作者。

小麦赤霉病不仅降低产量和品质，还产生真菌毒素。植物中缺乏高抗赤霉病的资源。为了开拓赤霉病新抗源，廖玉才教授团队曾以我国小麦赤霉病代表性致病菌武昌菌株为材料，从鸡的免疫体系分离获得第一个抗真菌病抗体及其基因CWP2（Nature Biotech., 2004），用于创建抗体融合蛋白，调控植物主动免疫，提高小麦的赤霉病和毒素抗性（MPMI, 2008; Plant Biotech. J., 2015）。但是，CWP2的靶点及其抗病机理并不清楚。

该团队通过免疫蛋白组等技术，从武昌菌株的细胞壁蛋白中，发现抗病抗体CWP2识别的抗原，为禾谷镰刀菌膜蛋白乙二醛氧化酶GLX，可催化产生过氧化氢，CWP2能特异抑制其氧化酶活性；GLX既是禾谷镰刀菌、也是串珠镰刀菌和尖孢镰刀菌的致病因子，它还在单端孢烯族毒素和伏马菌素毒素合成中具有关键作用。

这项研究解析了抗体抗病机理。锚定在赤霉菌细胞膜上的GLX相当于细胞表面受体，能够特异结合、富集抗体CWP2及其融合蛋白于菌丝表面，其中抗体抑制GLX的活性，抗体融合蛋白的抗菌肽直接破坏真菌细胞壁，从而使植物表现抗病。成功解析抗体CWP2的抗病机理，为广泛应用这个抗体基因和抗原靶点控制赤霉病及其它镰刀菌引起的病害，发展基于抗体的环境安全真菌控制技术提供了依据。