JIPB | 河南农业大学李洪连/施艳团队揭示玉米中ZmRACK1-ZmCDPK7-ZmAPX1模块通过调节ROS稳态参与植物抗病毒免疫

玉米作为全球重要的粮食作物, 其产量和品质长期受到多种病毒病害的威胁, 造成严重的经济损失。钙作为植物免疫信号中普遍存在的胞内第二信使, 可启动快速应答, 介导植物应对生物和非生物胁迫。在植物中, 钙依赖蛋白激酶 (CDPKs) 同时具有钙感应结构域和激酶结构域, 能够将Ca²⁺信号解码从而调节下游信号转导。然而, CDPKs在植物抗病毒免疫中, 尤其是玉米抵御MCMV过程中的具体分子机制尚待解析。

近日, JIPB在线发表了河南农业大学李洪连/施艳团队题为“The ZmRACK1–ZmCDPK7–ZmAPX1 module regulates plant antiviral immunity”的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.70285)。该研究系统鉴定了一个受多种胁迫诱导的玉米钙依赖蛋白激酶ZmCDPK7, 并揭示了其通过与支架蛋白ZmRACK1及抗坏血酸过氧化物酶ZmAPX1形成复合体, 正向调控玉米对MCMV抗性的分子机制, 同时阐明了病毒如何通过效应蛋白进行反防御机制。

研究发现, ZmCDPK7受MCMV侵染诱导上调表达, 过表达可增强玉米抗性并减少病毒积累, 而敲除ZmCDPK7则导致玉米更感病。ZmCDPK7直接与ZmAPX1互作, 并磷酸化ZmAPX1的Thr164位点, 显著增强ZmAPX1酶活性, 从而清除ROS、抑制MCMV侵染。ZmAPX1过表达也会导致抗性增强, 缺失则导致玉米更感病。此外, 支架蛋白ZmRACK1同时结合ZmCDPK7与ZmAPX1, 增强两者互作、促进ZmCDPK7对ZmAPX1磷酸化并提高ZmAPX1酶活, ZmRACK1敲除或沉默也会使病毒侵染显著增强 (图1)。

该研究由河南农业大学植物保护学院李洪连/施艳课题组完成, 施艳教授、杨雪副教授和袁虹霞教授为该论文的通讯作者, 已毕业硕士研究生张玉阳为论文第一作者。在读研究生李念念、史亚娟、于连伟, 青年教师王琼琼、韩晓玉, 博士后孙迎超等人参与了该工作, 驻马店农业科学院冯晓曦研究员, 中国农业大学范在丰教授, 河南农业大学陈琳琳、李洪连教授等对该研究提供了指导与帮助。该研究得到了河南省高校科技创新团队支持计划 (编号: 25IRTSTHN031)、中原科技创新青年人才计划 (编号: 30603407) 和河南省现代农业玉米产业技术体系 (编号: HARS-22-02-G3) 的资助。

#Abiotic Stress Responses# 

#Cell and Developmental Biology#

#Functional Omics and Systems Biology# 

#Global Change Biology#

#Gene Editing#

#Molecular Physiology#   

#Metabolism and Biochemistry#

#Molecular Ecology and Evolution#

#Plant Biotic Interactions#   

#Photosynthesis and Crop Physiology#  

#Plant Reproductive Biology#   

#Plant Phylogenomics# 

#Plant Epigenetics#

#Synthetic Biology# 

物种合集：

#水稻##小麦##大豆##玉米##拟南芥##蔬菜##园艺植物#

推荐阅读：

#Review Articles#

#热点论文#

#专题文章#

JIPB面向全球读者, 刊载整合植物生物学领域的重要创新成果, 包括宏观与微观层面的原创研究论文、综述、简讯、新资源、新技术以及评论性文章等。2025年期刊指标显示: 2年SCI_IF: 9.3, 5年SCI_IF: 10.8, 位列植物科学TOP 3.1% (Q1 区); Scopus CiteScore 19.1, 位居植物科学TOP 2%。JIPB入选中国科协《植物科学领域高质量期刊分级目录》T1级期刊, 获得由科技部等七部门联合实施的“中国科技期刊卓越行动计划” 连续两期项目资助 (2019–2028)。

关注JIPB

获知最新研究

follow us on twitter: @ JIPBio

点击阅读原文，查看更多内容。