植物已经进化出一套复杂的免疫系统，可以特异性地监测病原体并快速诱导相应的防御措施，但过度或持续激活防御系统会对植物的生长和发育产生负面影响。因此，植物免疫系统受到严格的调控。MAP激酶磷酸酶1（MKP1）已被确定为植物免疫的负调控因子。然而，小麦MKP1对调节免疫信号转导的分子机制尚不清楚。
近日，公司作物真菌病害成灾机制与可持续控制团队在植物科学TOP期刊《Plant Biotechnology Journal》在线发表了题为“CRISPR-targeted mutagenesis of mitogen-activated protein kinase phosphatase 1 improves both immunity and yield in wheat”的研究论文。该研究通过CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术同时修改小麦TaMKP1的三个同源基因，获得了小麦Tamkp1突变株。研究发现，Tamkp1突变株表现出更强的防御反应，包括活性氧（ROS）和超敏反应（HR）。同时，该突变株对小麦条锈病和小麦白粉病的抗性明显增强，表明TaMKP1作为感病基因负向调控小麦的抗病性。此外，Tamkp1的农艺性状及产量指标均优于野生型Fielder小麦。
进一步研究发现，TaMKP1可与TaMPK3/4/6发生直接互作从而负调控MAPK途径介导的防御信号转导，且TaMPK4能够与下游靶标小麦苯丙氨酸解氨酶TaPAL发生直接互作。以上结果表明，TaMKP1功能的丧失导致小麦MAPK信号途径和防御基因被激活。
通过构建基于基因组数据的小麦种质网络发现，TaMKP1基因在全球各种小麦品种中具有密切的亲缘关系，表明通过改造TaMKP1来提高全球小麦种质的抗病性和产量具有潜在的应用前景。
bat365在线平台官方网站已毕业硕士生刘赛斐为该论文第一作者，目前赴德国科隆大学攻读博士学位。杨宇衡教授与马里兰大学Shunyuan Xiao教授为该论文的共同通讯作者，长江大学马东方教授参与了部分工作。该研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划、重庆市技术创新与应用发展重点项目和bat365官网登录入口中央高校基本科研业务费的资助。
论文链接：http://doi.org/10.1111/pbi.14312
撰稿：杨宇衡 复审：李园媛 终审：唐荣发
