我室康振生院士团队在小麦CBL-CIPK信号通路介导的抗条锈病机理研究方面取得重要进展

        近日，我室康振生院士科研团队在植物科学Top期刊《Journal of Experimental Botany》（IF=5.354）杂志上发表了题为 “The Calcium Sensor TaCBL4 and its Interacting Protein TaCIPK5 are Required for Wheat Resistance to Stripe Rust Fungus”的研究论文，植物保护学院刘芃博士为第一作者，郭军和康振生教授为共同通讯作者，相关工作得到了国家自然科学基金和国家“973”计划项目的资助。

        类钙调磷酸酶B亚基蛋白（CBL）作为植物特有的Ca²⁺结合蛋白，通过与一类蛋白激酶（CBLinteracting protein kinase，ClPK）结合，从而在钙信号依赖的生理生化过程中发挥作用。近来研究表明，CBL-CIPK复合体不仅在植物应对非生物胁迫过程中起到关键作用，同时也参与了植物感应生物胁迫过程。然而，CBL-CIPK复合体在小麦抗病过程中的功能知之甚少。基于此，该研究在条锈菌诱导的小麦叶片中克隆获得一个TaCBL-TaCIPK复合体（TaCBL4-TaCIPK5），并对其在小麦和条锈菌（ Puccinia striiformis f. sp. tritici, Pst）互作中的作用进行了解析。研究表明， Pst 侵染小麦后， TaCBL4 和 TaCIPK5 的相对表达量均显著提高；证实了TaCBL4与TaCIPK5在体内和体外存在互作（图1）；分别沉默 TaCBL4 或 TaCIPK5 及共沉默 TaCBL4 /TaCIPK5后，小麦对条锈菌的抗性显著降低，并且共沉默的植物抗病表型与单沉默的植物表型一致（图2），沉默植株中活性氧（ROS）的积累同时发生显著改变。综上表明，小麦TaCBL4-TaCIPK5复合体以ROS依赖的方式正调控小麦对条锈菌的抗性。

图1. 小麦TaCBL4与TaCIPK5的互作验证

        该研究首次揭示了小麦TaCBL-TaCIPK复合体在小麦与条锈菌互作中的功能，并为理解CBL-CIPK在植物抗病中的功能及抗病遗传改良提供了新见解和新思路。

图2. 瞬时沉默 TaCBL4 或 TaCIPK5 及共沉默 TaCBL4 /TaCIPK5后，小麦对条锈菌的抗性显著降低