核苷酸结合位点，富含亮氨酸重复序列(NLR)蛋白在识别病原体入侵时激活强大的免疫反应。然而，Puccinia striiformis f. sp. tritici感染期间，NLRs在生长过程中的功能和调控机制仍然难以捉摸。

2025年2月14日，西北农林科技大学张新梅及康振生共同通讯在Developmental Cell（IF=10.7）在线发表题为“TaANK-TPR1 enhances wheat resistance against stripe rust via controlling gene expression and protein activity of NLR protein TaRPP13L1”的研究论文，该研究表明TaANK-TPR1通过控制NLR蛋白TaRPP13L1的基因表达和蛋白活性增强小麦对条锈病的抗性。

该研究鉴定了一种含有锚蛋白(ANK)重复序列和四肽重复序列(TPR)的蛋白，TaANK-TPR1，它在调节小麦对Pst的抗性和NLR的免疫反应中起积极作用。TaANK-TPR1靶向NLR蛋白TaRPP13L1(识别寄生Peronospora Parasitica 13-like 1)，促进其同型二聚化和细胞死亡，以增强小麦对Pst的抗性。同时，TaANK-TPR1与TaRPP13L1启动子的TGACGT基序(茉莉酸甲酯反应元件)结合，并激活TaRPP13L1转录。TaANK-TPR1和TaRPP13L1都通过TGACGT元件响应茉莉酸(JA)信号。

植物疾病是世界范围内作物损失的主要来源。减少这些损失的环境可持续方法是利用植物的天然抗性机制。为了抵御入侵的病原体，植物发展了多层次的先天免疫系统。提出了一个有影响力的“之字形”模型来描述双层植物免疫系统对不同病原体做出反应的生理输出，包括模式识别受体(PRR)触发的免疫(PTI)和效应物触发的免疫(ETI)。PTI提供基础防御过程，促进对大多数入侵病原体的抗性，而ETI涉及相应的抗性(R)蛋白，这些蛋白已经进化为特异性识别植物病原体效应物，直接或间接激活强大的免疫反应。例如活性氧物质(ROS)的积累或过敏反应(HR)。迄今为止，已经鉴定了231个锈病R基因，包括83个叶锈病R (Lr)、64个茎锈病R (Sr)和84个条锈病抗性(Yr)基因。大多数研究的R基因属于结合核苷酸的富含亮氨酸重复序列(NLR)蛋白的大家族。尽管NLRs在植物免疫中的重要性，但植物信号通路中大多数NLRs的感知和激活机制尚未完全阐明。

NLRs是参与植物对生物胁迫反应的一类主要免疫受体。根据其N-末端信号域，植物NLRs可分为三类:螺旋卷曲螺旋NLRs (CC-NLRs或CNLs)、Toll/白细胞介素-1受体/抗性蛋白NLRs (TIR-NLRs或TNLs)和抗白粉病8 (RPW8)样卷曲螺旋结构域NLRs(RNLs)。最近，CC-NLRs的研究取得了突破。NLR蛋白HopZ激活的抗性1 (ZAR1)形成五聚体抗性体，细胞死亡所需的NLR 4(NRC 4)形成六聚体抗性体。它们都可以作为钙离子通道来触发植物免疫信号。在小麦中，与Sr35富含亮氨酸重复序列结合的效应子AvrSr35导致Sr35抗性体的形成，Sr35抗性体表现出非选择性阳离子通道活性，支持植物中CNL抗性体的进化保守性。RPP13蛋白是一种典型的CC-NLR，对植物抵抗病原体感染和病毒非常重要。

机理模式图（图源自Developmental Cell）

在这里，研究人员确定了一个基因，TaANK-TPR1，它在调节小麦对Pst的抗性和NLR的免疫反应中起积极作用。TaANK-TPR1的TPR结构域在转录水平激活TaRPP13L1表达。TaANK-TPR1的ANK结构域靶向TaRPP13L1以促进其同源二聚化，并激活TaRPP13L1以诱导细胞死亡。重要的是，TaRPP13L1的过量表达可以减少小麦条锈病发生时的产量损失。这些结果确定了小麦的抗病机制，并具有抗病育种的潜力。

参考消息：https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(25)00037-1#au15