广东
近日，华中农业大学植物科学技术学院王满囷课题组在《PNAS》期刊上发表题为“The effector NlOBP1b from the brown planthopper suppresses rice immunity by manipulating the OsCK2 complex”的研究论文。华中农业大学植物科学技术学院博士研究生王超为该论文第一作者，王满囷教授为通讯作者。
该研究发现：褐飞虱的气味结合蛋白NlOBP1b能作为唾液效应子被分泌至水稻细胞中，通过双重策略直接干扰水稻核心激酶复合物（OsCK2）的功能，全面阻断下游抗性信号的传导，从而增加褐飞虱自身对寄主水稻的适应能力。这一发现拓展了OBP家族非嗅觉功能的理论框架，并为解析昆虫-植物协同进化提供新视角。
嗅觉感知对昆虫生存至关重要。气味结合蛋白（OBP）是一类水溶性、低分子量分泌蛋白，在嗅觉识别中起核心作用。传统观点认为，OBPs特异性表达于触角、下颚须和足等化学感受器官，负责结合并转运疏水性挥发性气味分子，从而启动外周嗅觉信号。但近年研究发现，OBPs也广泛存在于非嗅觉组织，参与器官发育、解毒和先天免疫等过程。尤为关键的是，OBPs在唾液腺中表达，并随取食分泌至寄主植物，提示其可能直接参与植食性昆虫与寄主植物的互作。
褐飞虱作为水稻生产中危害最严重的刺吸式害虫，每年给全球粮食安全造成难以估量的损失。其通过分泌唾液效应子，破解水稻多层防御系统，是其肆虐稻田的关键。
研究人员发现褐飞虱唾液蛋白NlOBP1b是核定位的关键致害因子，传统认知中，OBP仅在昆虫触角等嗅觉器官发挥气味转运功能。本研究发现，褐飞虱唾液腺高表达NlOBP1b，取食时分泌进入水稻细胞并定位于细胞核。该蛋白含保守二硫键，是维持其在水稻细胞内稳定性的关键。沉默NlOBP1b后，褐飞虱存活率、体重增长、蜜露分泌显著下降，取食能力大幅削弱；水稻过表达NlOBP1b后，对褐飞虱抗性显著降低，SA与JA通路基因表达受抑，证实其为褐飞虱可作为效应子抑制水稻防御。
此外，研究人员发现NlOBP1b双重破坏OsCK2复合体。水稻酪蛋白激酶OsCK2是调控免疫信号的核心枢纽，由催化亚基OsCK2α2与调节亚基OsCK2β3/β4组成，正调控水稻抗虫性。研究证实，NlOBP1b直接结合OsCK2β3与OsCK2β4实现双重破坏：破坏OsCK2β3-OsCK2α2组装：阻断全酶形成，抑制SA合成，削弱水稻基础免疫；竞争结合OsCK2β4-OsCK2α2：抢夺转录因子OsTGA5的结合位点，阻断OsTGA5磷酸化激活。
OsTGA5是调控水稻抗虫的关键转录因子，被OsCK2α2/β4磷酸化后，直接结合木质素合成关键基因Os4CL3/4启动子，激活其表达，促进木质素沉积，形成物理屏障抵御褐飞虱取食。NlOBP1b通过抑制OsTGA5磷酸化，显著下调Os4CL3/4表达，降低水稻木质素含量，助力褐飞虱取食。
论文链接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2532548123
来源：华中农业大学，原标题：我校研究团队在气味结合蛋白非嗅觉功能研究领域取得新进展，本平台根据推送风格进行标题微调，特此说明。
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