近日，中國農業科學院植物保護研究所作物線蟲與細菌病害監測與防控團隊在國際知名學術期刊《New Phytologist》（IF5yr=10.2）上發表了一項重要研究成果。該研究首次揭示了甜菜孢囊線蟲的一種獨特 “作案” 機制，為開發新型植物線蟲防控策略提供了關鍵的理論依據。
植物寄生線蟲堪稱全球農業的 “隱形殺手”，每年在全球范圍內造成的作物損失超過 1000 億美元，其中孢囊線蟲和根結線蟲的危害最為嚴重。傳統化學農藥不僅難以有效防治這類病害，還會對環境造成污染，因此，探尋新的防治方法迫在眉睫。植物線蟲在侵染植物時，會分泌效應蛋白，這些蛋白就如同 “分子武器”，能夠操縱植物的生理過程，抑制植物活性氧爆發，然而其精準調控植物免疫核心組件 RBOHs 的機制一直是個謎。
中國農業科學院植物保護研究所作物線蟲與細菌病害監測與防控團隊通過一系列先進技術，在甜菜孢囊線蟲早期寄生階段成功鑒定出兩個關鍵分泌效應蛋白：Hs28B03 和 Hs8H07。這兩個效應蛋白有著極為巧妙的 “作案手段”。
線蟲效應蛋白28B03/8H07作用機制圖
首先，它們具有與植物 SKP1 蛋白高度相似的結構域，如同狡猾的間諜，能夠 “偽裝” 成宿主泛素化途徑組分，與植物 CUL 蛋白結合，形成 E3 泛素連接酶復合體。接著，這個復合體就像訓練有素的破壞者，能夠特異性識別并降解植物關鍵抗病蛋白 AtSRC2，而 AtSRC2 恰恰是激活 RBOHF 介導的鈣離子依賴性 ROS 產生途徑的關鍵因子。當 AtSRC2 被降解后，植物根系中 RBOHF 介導的 ROS 爆發能力便會顯著降低，使得宿主植物的防御能力大打折扣，線蟲的寄生效率則大幅提升。
這一研究首次揭示了植物寄生線蟲通過劫持宿主泛素化系統的獨特策略，它將偽裝成宿主蛋白的‘間諜’——效應蛋白送入植物細胞內部，如同特洛伊木馬，從源頭瓦解宿主的防御系統。破解這一‘分子擬態’機制，使我們有機會設計出精準的‘反間諜裝置’，為深入解析植物-線蟲互作機制提供了全新視角。
該研究得到國家重點研發計劃（2023YFD1400400）、國家自然科學基金（31972247, 32302328）及中國農科院科技創新工程（ASTIP-2021-IPP-04）資助。
