在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，病原菌侵染（如疫霉菌）和鹽脅迫等逆境嚴(yán)重制約作物產(chǎn)量，開(kāi)發(fā)綠色高效的抗逆技術(shù)是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要需求。印度梨形孢（Serendipita indica）作為一種有益根內(nèi)生真菌，能與多種植物建立共生關(guān)系，顯著提升宿主對(duì)生物和非生物脅迫的耐受性，但其介導(dǎo)植物抗逆的具體分子機(jī)制長(zhǎng)期未被明確。

已知真菌通過(guò)分泌效應(yīng)子（小型分泌蛋白）與植物蛋白相互作用調(diào)控宿主生理過(guò)程，而植物系統(tǒng)性抗性的激活依賴(lài)水楊酸信號(hào)通路，核心調(diào)控因子 NPR1 需從無(wú)活性寡聚體解聚為單體才能發(fā)揮作用。硫氧還蛋白類(lèi)蛋白可通過(guò)氧化還原活性參與 NPR1 單體化，但真菌效應(yīng)子是否通過(guò)調(diào)控這類(lèi)蛋白實(shí)現(xiàn)抗逆增強(qiáng)，尚未有明確的機(jī)制解析。此外，硫氧還蛋白類(lèi)蛋白 CDSP32 已被證實(shí)參與植物非宿主抗性和耐熱性調(diào)控，但它在真菌介導(dǎo)的抗逆過(guò)程中是否發(fā)揮作用、如何發(fā)揮作用，仍缺乏關(guān)鍵研究證據(jù)。

該研究揭示了印度梨形孢效應(yīng)子 SIE141 調(diào)控植物雙重抗逆的分子機(jī)制：SIE141 通過(guò)特異性結(jié)合植物中保守的硫氧還蛋白類(lèi)蛋白 CDSP32，干擾其葉綠體定位信號(hào)（CTP）功能，促使 CDSP32 從原本的葉綠體靶向定位重新定位于細(xì)胞核。這一核定位過(guò)程是 SIE141 與 CDSP32 穩(wěn)定相互作用并發(fā)揮抗逆功能的關(guān)鍵。

同時(shí)，SIE141 能顯著增強(qiáng) CDSP32 的氧化還原酶活性，使其能夠高效介導(dǎo)系統(tǒng)性抗性關(guān)鍵調(diào)控因子 NPR1 的解聚與激活，進(jìn)而啟動(dòng)植物對(duì)疫霉菌等病原菌的防御反應(yīng)。此外，SIE141 還能提升植物耐鹽性 —— 這一功能部分依賴(lài) CDSP32 參與的氧化還原平衡調(diào)控，部分通過(guò) SIE141 調(diào)控激素信號(hào)網(wǎng)絡(luò)等其他途徑實(shí)現(xiàn)。

該研究首次闡明了真菌效應(yīng)子通過(guò)重定位植物葉綠體蛋白至細(xì)胞核，同步激活生物與非生物脅迫抗性的全新路徑，證實(shí) CDSP32 可作為抗逆育種的重要候選基因，為開(kāi)發(fā)新型生物制劑、推動(dòng)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了重要理論支撐和應(yīng)用方向。

文章中，研究團(tuán)隊(duì)利用LCI驗(yàn)證共生真菌效應(yīng)子 SIE141 與植物硫氧還蛋白類(lèi)蛋白 CDSP32 之間是否存在相互作用時(shí)，采用了廣州博鷺騰 PlantView 植物活體成像系統(tǒng)進(jìn)行成像。