大丽轮枝菌木聚糖酶VdXyn4的细胞毒性功能

　　大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）是世界范围内温带地区广泛分布的植物病原真菌，以微菌核形式可在土壤中存活多年并在适宜条件下萌发引起棉花、马铃薯、番茄、辣椒等在内的200多种双子叶植物的黄萎病。植物病原菌木聚糖酶在致病机制中起着关键作用，可能是由于它们能够降解植物结构屏障和操纵宿主免疫。大丽轮枝菌是一种土传维管束病原菌，被认为具有复杂的细胞壁降解酶。比较基因组分析表明，大丽轮枝菌基因组编码一个由6种木聚糖酶组成的家族，每个木聚糖酶都有一个糖基水解酶11结构域，但这些酶的功能尚不清楚。

　　近日，Plant Physiology在线发表了中国农业科学院植物保护研究所作物黄萎病研究团队张丹丹作为通讯作者的题为“Cytotoxic Function of Xylanase VdXyn4 in the Plant Vascular Wilt Pathogen Verticillium dahliae”（植物维管束病原大丽轮枝菌木聚糖酶VdXyn4的细胞毒性功能）的研究论文，揭示了大丽轮枝菌致病新机制！

　　基因敲除试验表明，只有木聚糖酶4（VdXyn4）能够降解植物细胞壁以及在大丽轮枝菌致病性中发挥重要作用。VdXyn4 显示出细胞毒性并在大丽轮枝菌侵染后期诱导坏死表型，导致叶脉和叶柄塌陷，这依赖于同时定位于细胞核和叶绿体的酶。VdXyn4的内化与质膜复合物SOBIR1和BAK1是有关系的，但不能排除VdXyn4也作为质外体效应因子的可能性。VdXyn4诱导的免疫信号（SA-JA通路中）与已知免疫效应因子诱导的相比显著延迟。虽然已知的效应因子可以部分抑制细胞毒性活性，但它们不能阻止烟草的坏死。因此，与典型的效应因子不同，VdXyn4的细胞毒性在大丽轮枝菌侵染的晚期和定殖中起着关键的作用，特别是在病原菌进入木质部后，这种细胞毒活性在植物维管束病原菌的相应酶家族中可能是保守的。