《Plant Biotechnology Journal》：The Wheat CRK-RLCK-MAPKs Signalling Module Confers High-Temperature All-Stage Resistance to Stripe Rust
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本研究揭示了小麦品种小偃6号（XY6）中TaCRK6-TaRLCK185-TaMAPKs信号模块通过感知条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst）侵染和高温双重信号，激活水杨酸（SA）途径，从而赋予高温全生育期（HTAS）抗性的分子机制。该模块通过磷酸化级联反应（TaCRK6→TaRLCK185→TaMAPKKK1-TaMAPKK9-TaMAPK6）传导信号，为培育抗病耐气候型小麦品种提供了新靶点。
TaCRK6的鉴定与表达特征分析
研究基于转录组数据从小麦品种小偃6号（XY6）中鉴定出一个富含半胱氨酸的受体样激酶基因TaCRK6。该基因在条锈菌（Pst）侵染联合相对高温（NHN）处理下表达显著上调，而在单一高温（无病原菌）或常温（N）处理下无显著诱导。qRT-PCR分析表明，TaCRK6的表达在高温处理开始后204小时达到峰值，且该诱导表达模式在感病品种铭贤169（MX169）中未出现。外源激素处理显示，水杨酸（SA）能显著诱导TaCRK6表达，而脱落酸（ABA）、乙烯（ET）和过氧化氢（H2O2）处理则抑制其表达。亚细胞定位实验证实TaCRK6定位于细胞膜上。
TaCRK6正调控HTAS抗性
通过大麦条纹花叶病毒（BSMV）介导的基因沉默（VIGS）技术，在XY6中沉默TaCRK6后，其HTAS抗性显著减弱，表现为孢子堆数量增多、孢子堆长度增加、真菌生物量升高以及H2O2积累减少。SA生物合成基因TaPAL和SA响应基因TaPR1的表达也显著下调。相反，在感病品种Fielder中过表达TaCRK6，则能赋予其对条锈菌CYR32及多个流行小种（CYR33、CYR34、G22-14）的抗性，并伴随内源SA积累增加和SA途径标记基因（TaPR1、TaPR2、TaGlu2）的上调，且不影响农艺性状。
TaCRK6与TaRLCK185的互作与磷酸化
酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）、免疫共沉淀（co-IP）和MBP pull-down实验均证实TaCRK6的胞内域（TaCRK6JMK）与胞质激酶TaRLCK185发生相互作用。定点突变（K110A）表明该互作不依赖于TaRLCK185的激酶活性。体内外磷酸化实验证明TaCRK6能磷酸化TaRLCK185（激酶死亡突变体K110A）的苏氨酸残基T248。功能分析显示，沉默TaRLCK185会削弱XY6的HTAS抗性，而过表达则增强抗性。
TaRLCK185向下游MAPK级联传递信号
TaRLCK185被证实与TaMAPKKK1相互作用，并主要磷酸化其丝氨酸残基S132。TaCRK6通过磷酸化TaRLCK185的T248，改变了TaRLCK185的构象，从而增强了其与TaMAPKKK1的互作。在TaCRK6过表达植株中沉默TaRLCK185，会导致下游TaMAPKKK1表达下调以及MAPK级联激活减弱，表明信号沿TaCRK6→TaRLCK185→TaMAPKKK1线性传递。
MAPK信号级联的激活与功能
在XY6中，Pst侵染联合高温（NHN）处理能协同增强MAPK级联的磷酸化水平。研究人员进一步解析了完整的MAPK信号模块：TaMAPKKK1与TaMAPKK9互作，TaMAPKK9再与TaMAPK6互作。功能验证表明，沉默TaMAPKKK1、TaMAPKK9或TaMAPK6均会破坏XY6的HTAS抗性，导致病害加重和SA途径基因（如TaPAL）表达下降。反之，过表达这些基因能增强抗性。
信号模块与SA途径的关联
研究表明，TaCRK6-TaRLCK185-TaMAPKs模块位于SA生物合成和信号传导的上游。该模块的激活能促进内源SA的积累，并诱导SA途径相关基因的表达。外源SA处理能部分回补TaCRK6沉默导致的抗性丧失。
结论
本研究在小麦中鉴定了一个新的信号传导模块：TaCRK6-TaRLCK185-TaMAPKs。该模块能感知Pst侵染和高温双重信号。TaCRK6磷酸化TaRLCK185的T248位点，进而促进TaRLCK185与TaMAPKKK1的互作及其对S132位点的磷酸化，从而激活下游的TaMAPKKK1-TaMAPKK9-TaMAPK6级联反应。最终，该模块通过调控SA途径的激活，共同协调了小麦对条锈病的高温全生育期抗性。这一发现为理解植物如何整合生物与非生物胁迫信号提供了新见解，并为小麦抗病育种提供了重要的基因资源和分子靶点。
