木薯抗病新机制：MeCNL3-MeARF6模块通过ROS信号通路调控细菌性枯萎病抗性

为解决木薯细菌性枯萎病（CBB）抗性机制不明的问题，海南科研团队聚焦CC-NBS-LRR（CNL）基因家族，发现MeCNL3通过招募转录因子MeARF6激活ROS爆发，形成抗病模块；而病原体效应蛋白XopR通过劫持MeCNL3破坏该通路。该研究为木薯抗病育种提供了新靶点，发表于《Journal of Plant Physiology》。

　　

木薯作为热带地区的重要粮食作物，其生产长期受到细菌性枯萎病（CBB）的威胁。这种由Xanthomonas axonopodis pv. manihotis（Xam）引起的病害，可导致叶片枯萎和茎秆坏死，严重时造成产量损失高达50%。尽管植物通常通过两层免疫系统——模式触发免疫（PTI）和效应子触发免疫（ETI）来抵御病原体，但木薯中NLR（Nucleotide-Binding, Leucine-Rich Repeat）基因介导的抗病机制仍是一片迷雾。更棘手的是，病原菌分泌的III型效应蛋白（如XopR）可通过干扰宿主免疫信号传导来促进感染，这使得解析木薯抗病分子机制成为育种攻关的关键科学问题。

针对这一挑战，海南省科研团队在《Journal of Plant Physiology》发表的研究揭开了木薯抗CBB的新篇章。研究人员通过系统分析228个NLR基因，锁定了一个关键CC-NBS-LRR（CNL）家族成员MeCNL3。该基因在抗病品种中显著高表达，且能被Xam感染强烈诱导。进一步的机制解析发现，MeCNL3通过物理结合转录因子MeARF6，形成抗病信号模块。这一模块通过激活MeRbohH基因的表达，驱动活性氧（ROS）爆发以增强抗性。而病原菌的"暗器"XopR效应蛋白则通过直接结合MeCNL3，破坏MeCNL3-MeARF6互作，从而瓦解宿主的防御工事。这项研究不仅绘制了木薯CNL介导免疫的分子图谱，更揭示了病原体与宿主在ROS调控层面的"军备竞赛"，为设计广谱抗病木薯品种提供了理论支撑。

研究团队采用多组学联用策略：通过qRT-PCR分析MeCNL3在不同抗性木薯品种中的表达模式；利用酵母双杂交（Y2H）和免疫共沉淀（Co-IP）验证MeCNL3-MeARF6互作；采用双荧光素酶报告系统检测MeARF6对MeRbohH启动子的激活能力；通过农杆菌介导的瞬时表达在烟草中验证XopR的免疫抑制功能。实验选用6个不同抗性指数的木薯品种（SC124、C576等）作为材料队列。

MeCNL3正向调控木薯对CBB的抗性
转录组分析显示，MeCNL3在抗病品种中表达量比感病品种高3-5倍。通过构建过表达和基因沉默株系，证实MeCNL3上调可减少Xam侵染后的病斑面积，而敲低该基因则导致感病性增强。这表明MeCNL3是木薯抗CBB的正调控因子。

MeCNL3-MeARF6模块的分子机制
Y2H和Co-IP实验证实MeCNL3的CC结构域与MeARF6的DNA结合域直接互作。双荧光素酶报告系统揭示，MeARF6能特异性结合MeRbohH启动子的AuxRE顺式元件，将其表达提升4.7倍。通过检测ROS爆发强度，发现该模块通过增强Rboh介导的ROS产生来强化免疫应答。

XopR效应蛋白的免疫逃逸策略
研究发现Xam分泌的XopR能直接结合MeCNL3的LRR结构域，竞争性抑制其与MeARF6的互作。在烟草中共表达XopR可使ROS产生降低68%，证实病原体通过劫持CNL蛋白瓦解宿主ETI防御。

这项研究首次阐明木薯中CNL-ARF调控模块的免疫机制：MeCNL3通过招募MeARF6激活MeRbohH转录，驱动ROS爆发以抵抗Xam侵染；而病原菌则进化出XopR效应蛋白作为"分子窃贼"，破坏该抗病模块。该发现不仅丰富了植物NLR网络调控的理论框架，更提供了可应用于分子育种的双靶标策略——既可增强MeCNL3-MeARF6模块活性，又能设计干扰XopR结合的基因编辑方案。鉴于ROS信号在多种作物抗病中的保守性，这一机制研究也为其他经济作物的病害防控提供了范式参考。