来自Cytospora chrysosperma的与毒力相关的CAP/PR1样蛋白通过靶向RNA聚合酶II的亚基来抑制植物免疫

《Plant, Cell & Environment》：The Virulence-Associated CAP/PR1-Like Proteins From Cytospora chrysosperma Target a Subunit of RNA Polymerase II to Suppress Plant Immunity

植物病原真菌C. chrysosperma的CAP蛋白家族成员CcCAP1-3功能解析。研究发现CcCAP1依赖核定位调控真菌毒力及抑制植物免疫，CcCAP2和CcCAP3影响植物徒长及致病性。酵母双杂交和共定位分析揭示CcCAP1/2与RNA聚合酶II亚基11（RPB11）的相互作用，病毒诱导基因沉默RPB11导致植物矮化、真菌定殖减少及PR1基因过表达，证实该蛋白家族通过靶向RPB11抑制植物免疫并促进真菌感染。

　　

摘要

与植物病原ogenesis相关的1（PR1）蛋白属于CAP蛋白超家族，被广泛用作免疫标记物。然而，CAP蛋白的精确功能及其作用机制仍不完全清楚。在引起杨树溃疡病的病原体Cytospora chrysosperma中，已经鉴定出三个CAP家族成员：CcCAP1-3。CcCAP1对于真菌的致病性是必需的，并且以核定位依赖的方式抑制植物的免疫反应，从而促进真菌的定殖。在这项研究中，我们对C. chrysosperma CAP家族中的另外两个成员CcCAP2和CcCAP3进行了功能分析。靶向基因缺失实验表明，CcCAP2和CcCAP3会影响植物的营养生长，而CcCAP2在C. chrysosperma与Populus euramericana的相互作用过程中促进了真菌的致病性。虽然预测CcCAP3是通过GPI锚定在细胞膜上的，但CcCAP2是一种分泌型糖蛋白。在Nicotiana benthamiana中异位表达CcCAP2会促进Botrytis cinerea的感染并抑制植物与免疫相关的基因表达。为了阐明这两种与致病性相关的蛋白CcCAP1和CcCAP2的作用机制，我们采用了基于酵母双杂交的方法来鉴定它们的相互作用蛋白。通过对杨树基因库的筛选，发现与它们相互作用最多的蛋白是RNA聚合酶II的第11亚基（RPB11）。通过共定位分析、FRET-FLIM和共免疫沉淀实验验证了CcCAP1、CcCAP2与RPB11之间的相互作用。有趣的是，病毒诱导的RPB11基因沉默会导致宿主植物出现矮化表型，减少真菌的定殖，并显著增强PR1基因的表达。这些结果表明，与真菌致病性相关的CAP家族成员CcCAP1和CcCAP2都通过靶向植物RNA聚合酶II的第11亚基来抑制宿主的免疫反应，从而促进真菌感染。RPB11下调后出现的矮化表型和PR1基因的表达增强表明，该蛋白的功能显著影响了植物的生长与防御之间的平衡。这些观察结果加深了我们对CAP家族蛋白在植物免疫抗性和真菌致病性中复杂作用机制的理解。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

由于本研究中未生成或分析任何数据集，因此不适用数据共享的规定。所有数据均已包含在手稿及支持信息S1和S2中。