11月4日，农学院徐明良课题组在《当然·遗传学》（Nature Genetics）上在线发表了题为The ZmCPK39-ZmDi19-ZmPR10 immune module regulates quantitative resistance to multiple foliar diseases in maize 的商榷论文。该商榷历经十余载麻豆 人妖，介意发达了广谱数目抗病基因的克隆和抗病分子机制。这一后果极大丰富了东说念主们对植物在当然条款下大意多种病原菌的遗传基础和分子机制的了解，同期为抗病分子育种提供了蹙迫的基因资源。
此外，Nature Genetics 同期还发表了该项使命的“Research Briefing”：The kinase ZmCPK39 regulates foliar diseases resistance in maize plants。
玉米是我国第一大食粮作物，在食粮安全计谋中阐述着蹙迫作用。然则，玉米在孕育流程中濒临诸多病原菌形成的病害问题。灰斑病、大斑病和小斑病是三种严重的玉米叶部病害，对玉米产量形成极大阻抑。在我国西南和东北玉米产区，灰斑病和大斑病无边发生，是最为严重的叶部病害。连年来，在黄淮海和华北玉米产区的小斑病发生逐年加剧。在当然环境条款下，玉米不同病害时常会同期发生，而玉米同期大意多种病害的遗传基础和分子机制尚未明确。
在之前的商榷中，该团队在玉米第五号染色体上已然到主效抗灰斑病位点qRgls2 。在后续的商榷中，商榷者发现该位点不仅对灰斑病具有抗性，同期对大斑病和小斑病也展现出一定的抗性。经过多年的紧密定位，该位点被末端在78kb的畛域内。通过功能互补、RNA阻挠、基因裁剪和过抒发等一系列转基因功能考证查验，讲解了编码钙依赖卵白激酶的基因ZmCPK39 是该位点抗多种叶部病害的功能基因。
图1 ZmCPK39负调控灰斑病、大斑病和小斑病抗性
为了阐明ZmCPK39的抗病分子机制，商榷团队哄骗酵母双杂交筛选到ZmCPK39的底物卵白ZmDi19。卵白互作考证末端标明，ZmCPK39与ZmDi19在细胞膜相互作用。哄骗转基因功能考证查验，讲解了ZmDi19正调控灰斑病、大斑病和小斑病抗性。
图2 ZmDi19与ZmCPK39相互作用并正调控玉米抗病性
ZmCPK39负调控抗病性，而ZmDi19正调控抗病性，为了阐明二者的相互作用关联，商榷团队当先通过生化实考讲解，ZmCPK39通过转录后调控ZmDi19的卵白踏实性。进一步商榷发现， ZmCPK39或者磷酸化修饰ZmDi19。哄骗质谱分析，团队已然到六个磷酸化修饰位点，并通过点突变实践发现ZmDi19卵白第117位Ser的磷酸化现象对其卵白踏实性起着至关蹙迫的作用。
图3 ZmCPK39磷酸化ZmDi19并促进其降解
为了明确转录因子ZmDi19调控的下流靶标基因，商榷团队哄骗转录组和卵白组学分析，初步笃定了八个候选靶标基因。通过酵母单杂交手艺，说明ZmDi19不错集会编码病情沟通卵白的基因ZmPR10的运行子。哄骗抒发调控实践，最终笃定了ZmDi9正调控ZmPR10基因的抒发。转基因查验和病原菌孕育遏抑实践进一步讲解，ZmPR10卵白或者遏抑病原菌的孕育和入侵，从而正调控玉米的抗病性。
图4 ZmDi19的靶标基因ZmPR10正调控抗病性
基于以上商榷末端，商榷团队建议了ZmCPK39介导的玉米广谱数目抗性使命模子。在抗病自交系中，病原菌相似ZmCPK39低抒发，减缓了ZmCPK39对ZmDi19的磷酸化和降解作用，使得ZmDi19多数富集并促进病情沟通卵白ZmPR10的抒发，从而表表现广谱抗病。而在感病自交系中，病原菌相似ZmCPK39高抒发，促进ZmCPK39对ZmDi19的磷酸化和降解，ZmDi19的减少导致ZmPR10抒发镌汰，从而使植物感病。
图5 ZmCPK39广谱抗病的使命模子
农学院徐明良课题组博士后朱芒为第一作家麻豆 人妖，徐明良教师为通信作家。课题组钟涛博士（现为北卡州立大学博士后）和博士生郭晨煜、张晓辉、刘玉琳提供了多数的撑抓；中国农业大学生物学院徐凌教师和吉林省农科院张艳商榷员为本格式标顺利奠定了坚实的基础；云南省农科院番兴明商榷员、蒋辅燕博士，以及保山市农科院高档农艺师李琰聪、谢志坚、刘婷婷提供了查验材料和田间惩处；好意思国北卡州立大学Peter Balint-Kurti提供了细致的意见和见地。此外，辽宁省农科院 姜敏 商榷员和西北农林科技大学杨琴教师在田间大斑病和小斑病接种已然方面提供了蹙迫的匡助。该商榷获取农业生物育种要害格式2030、国度要点研发打算、国度当然科学基金和中国博士后科学基金的资助。