近日，海南大学缪卫国教授团队在国际权威期刊《Plant Physiology》上发表了题为The mid-to-late-stage fungal effector EqBPIE1 mediates chloroplast-to-nucleus immune signaling and broad-spectrum resistance的最新研究成果，成功从橡胶树白粉菌（Erysiphe quercicola）中鉴定出一个名为EqBPIE1的真菌效应蛋白。该蛋白能够“劫持”植物叶绿体到细胞核的免疫信号通路，在橡胶树、本氏烟草、拟南芥和大豆等多种作物上实现对真菌、细菌和卵菌的广谱抗病性。这一发现为开发新型绿色生物农药和培育广谱抗病作物提供了新的分子工具。

研究背景：

天然橡胶是关系国计民生的重要战略物资，然而由橡胶树白粉菌（Erysiphe quercicola）引起的橡胶树白粉病是橡胶树最严重的病害之一，主要侵染橡胶树幼嫩组织，降低光合能力，每年造成30%至50%的天然橡胶产量损失。长期以来，由于橡胶树生命周期长、病原菌遗传转化技术困难，其抗病分子机制的研究进展缓慢。

研究内容

（1）意外发现：来自敌人的“免疫激活器”

EqBPIE1是白粉菌在侵染中后期分泌的一个效应蛋白。按照传统认知，病原菌效应蛋白通常抑制植物免疫以帮助自身侵染。然而EqBPIE1“反其道而行之”它不但不抑制免疫，反而主动激活植物的防御系统。研究团队通过共聚焦显微镜和免疫金电镜发现，EqBPIE1可依次定位于宿主细胞的细胞质、叶绿体和细胞核。

（2）三阶段“接力”：从叶绿体到细胞核的免疫信号传递

EqBPIE1进入植物细胞后，会依次经历三个精确调控的阶段：第一阶段： EqBPIE1通过其叶绿体转运肽被识别，在叶绿体分子伴侣HbHSP90C的协助下，以ATP依赖的方式进入叶绿体基质。第二阶段：进入叶绿体后，EqBPIE1触发叶绿体来源的活性氧爆发，胞质内的EqBPIE1与叶绿体外膜蛋白HbCHUP1互作，促进叶绿体基质小管（Stromule）形成并向细胞核周围聚集，将免疫信号从叶绿体传递至细胞核。第三阶段：抵达细胞核后，EqBPIE1与NLR免疫受体蛋白HbRG1直接互作，激活过敏性坏死反应，最终限制病原菌生长。

图1 EqBPIE1介导的橡胶树抗性激活机制模型图

（3）跨物种广谱抗病

研究团队发现，外源喷施纯化的EqBPIE1蛋白即可赋予植物广谱抗病性。对橡胶树白粉菌、暹罗炭疽菌、灰霉菌、丁香假单胞菌、辣椒疫霉菌和大豆疫霉菌等，EqBPIE1处理能显著降低这些病害的侵染面积，在多种作物上均表现出稳定且高效的广谱抗病能力。

图2 EqBPIE1在多种植物-病原体系中诱导广谱免疫

研究结论

该研究揭示了一种真菌效应蛋白“劫持”叶绿体-细胞核通讯轴来激活免疫的机制，将效应蛋白从传统的“致病武器”重新定义为“免疫激活工具”。EqBPIE1具有低剂量、高活性、跨物种的特点，且不依赖于遗传改造即可通过喷施应用。该研究为理解植物-病原菌互作提供了全新视角，也为开发绿色、可持续的广谱抗病策略奠定了重要基础。

论文由海南大学博士生何礼娟为第一作者，温州大学生命与环境科学学院王琳副研究员为共同第一作者，海南大学热带农林学院/三亚南繁研究院缪卫国教授为通讯作者。研究获得海南省科技人才创新项目、海南省自然科学基金项目等资助，是热带生物灾害绿色防控教育部重点实验室又一成果。

论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiag315

（来源：海南大学热带作物学院）

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