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iPlants：年4月25日，麦迪逊威斯康星大学麦迪逊分校植物病理系Bent等研究组在PNAS在线发表题为“AnatypicalN-ethylmaleimidesensitivefactorenablestheviabilityofnematode-resistantRhg1soybeans”的研究论文，N-乙基马来酰亚胺敏感因子（NSF）和α-可溶性NSF附着蛋白（α-SNAP）是囊泡运输系统的关键组成部分，并在真核生物中保守。这项研究表明，这两种必需的管家蛋白质已经向大豆中的非典型形式共同转化，以赋予对高度破坏性的线虫病原体的抗性，同时平衡植物的适应性。同时报告了一种天然存在的NSF变体的发现，其携带增强与Rhg1抗性相关的α-SNAPs的相互作用并减轻其细胞毒性的异常多态性。病原体的选择压力显然已经推动了保守SNARE循环机械的多个组件的重新布线。将有农业价值的Rhg1抗性来源有用地引入到其他植物中可能需要共功能的NSF蛋白伴侣。

Cyst线虫侵袭许多有价值作物的根部，并建立精细的喂养结构。大豆胞囊线虫（Heteroderaglycines;SCN）是一种高度破坏性的大豆有害生物，导致每年美国产量损失超过10亿美元。SCN通过分泌复杂的效应分子库来寄生宿主根，该分子重新编程宿主根细胞并触发与相邻宿主细胞的融合，形成称为合胞体的大单细胞喂养位点。大豆对杂种甘蓝1的抗性（Rhg1）位点被大豆种植者广泛用于限制SCN喂养位点的形成，从而减少产量损失。Rhg1基因不编码通常与疾病抗性相关的蛋白质。相反，抗性由Rhg1基因座上的多个基因的拷贝数变异介导，其中一个基因编码具有不常见的C-末端多态性的α-可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子（NSF）附着蛋白（α-SNAP）。

α-SNAP（酵母中的Sec17）是与NSF（酵母中的Sec18）协同工作的功能保守的真核生物管家蛋白。α-SNAP和NSF通过介导溶解的NSF附着蛋白受体（SNARE）蛋白复合物的解体和再利用来促进细胞水泡运输，所述蛋白复合物在t-SNARE和v-SNARE蛋白在囊泡对接和融合期间相关时形成。最近发现由Rhg1编码的大豆抗性相关α-SNAPs是异常α-SNAP蛋白，与野生型（WT）NSF结合较差，并且当在本氏烟草中表达时，破坏囊泡运输并最终导致细胞死亡。Rhg1编码的缺陷型α-SNAP变体的相对丰度在发育中的宿主合胞体细胞内显著增加，显然破坏了合胞体的生存能力，从而限制了线虫的生长和繁殖。耐SCN的大豆在其他位点携带WTα-SNAP基因，这些基因可以剂量依赖性的方式在功能上补充Rhg1抗性型α-SNAPs。然而，尽管在整个植物中表达细胞毒性Rhg1抗性型α-SNAPs，大豆品种很好地生产的能力还没有完全解释。

在本研究中，麦迪逊威斯康星大学麦迪逊分校植物病理系Bent等研究组发现了Rhg1+种质中一个不寻常的NSF等位基因（染色体07上的Rhg1相关NSF;NSFRAN07）。对哺乳动物NSF/α-SNAP复合物结构的NSFRAN07蛋白建模表明，五种NSFRAN07多态性中的至少三种存在于α-SNAP结合界面附近。NSFRAN07表现出更强的与Rhg1抗性型α-SNAPs的体外结合。相对于WTNSFCh07，NSFRAN07在植物中的共表达对Rhg1α-SNAP细胞毒性更具保护作用。病原体的选择压力显然已经推动了保守SNARE循环机械的多个组件的重新布线。将有农业价值的Rhg1抗性来源有用地引入到其他植物中可能需要共功能的NSF蛋白伴侣。

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