甜瓜CmDSK2b-CmMLO5模块通过泛素化降解调控白粉病抗性的分子机制

本研究针对甜瓜白粉病（PM）抗性机制不明的问题，通过VIGS、Y2H、BiFC等技术揭示了泛素受体蛋白CmDSK2b通过介导CmMLO5的泛素化降解正向调控感病性，为甜瓜抗病育种提供了新靶点。

　　

白粉病是威胁全球甜瓜生产的毁灭性病害，由专性寄生真菌Podosphaera xanthii引起。尽管已知MLO（Mildew Locus O）基因家族是植物对白粉病感病性的关键决定因子，但甜瓜中MLO介导的抗病分子机制尚未阐明。与此同时，泛素-蛋白酶体系统（UPS）在植物免疫中的作用日益受到关注，但关于泛素受体蛋白在园艺作物抗病中的功能研究仍属空白。

中国农业科学院的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表论文，首次揭示了甜瓜中泛素受体蛋白CmDSK2b通过调控CmMLO5蛋白稳定性介导白粉病抗性的分子机制。研究通过病毒诱导基因沉默（VIGS）证实CmMLO5是白粉病感病因子；利用酵母双杂交（Y2H）筛选发现其与泛素受体CmDSK2b互作，经荧光互补（BiFC）和荧光素酶互补（LCA）验证；最终证明CmDSK2b通过泛素化途径降解CmMLO5，从而正向调控感病性。

研究首先通过qRT-PCR和VIGS分析发现，CmMLO5在感病品种中受白粉病诱导高表达，沉默该基因显著增强抗病性。亚细胞定位显示CmMLO5定位于细胞膜，序列分析发现抗/感品种间存在关键氨基酸变异。Y2H筛选鉴定出CmDSK2b为互作蛋白，其表达模式与抗病性相关，沉默后导致白粉菌菌丝生长加速。

蛋白结构预测显示CmMLO5具有7次跨膜结构并含4个泛素化位点，CmDSK2b具有典型的UBL-UBA结构域。在烟草中共表达实验证实，CmDSK2b以剂量依赖方式降低CmMLO5-GFP蛋白丰度，表明其介导泛素化降解。

讨论部分指出，该研究首次在甜瓜中建立了DSK2-MLO调控模块：病原菌可能通过效应蛋白稳定CmMLO5促进侵染，而植物则激活CmDSK2b-UPS途径清除该感病因子。这一发现不仅拓展了对MLO蛋白稳态调控的认知，还为利用基因编辑靶向修饰泛素化位点培育抗病品种提供了理论依据。研究提出的"效应蛋白-感病因子-泛素受体"三方互作模型，为解析植物-病原菌协同进化提供了新视角。

论文最后建议未来通过CRISPR构建CmMLO5泛素化位点突变体，并解析CmDSK2b-CmMLO5复合物结构，这将为设计抗病分子模块提供精确的分子蓝图。该研究为园艺作物抗病育种开辟了通过调控蛋白降解途径增强免疫反应的新策略。