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百合第二型富含甘胺酸蛋白LsGRP1是具有抗菌活性的細胞表面防禦蛋白，對灰黴病抗性貢獻斐然。然而較於抗菌區段LsGRP1^C，完整的LsGRP1在防治百合灰黴病以及體外抑制百合灰黴病的主要病原真菌Botrytis elliptica上都具有更佳的效果，暗示LsGRP1的非抗菌區段透過未知機制提升LsGRP1^C的病原菌抑制效率。本研究鑑定此區段為N端的LsGRP1^N，它對B. elliptica的孢子發芽具有獨特的加速作用，促使該真菌提早進入對LsGRP1^C更為敏感的非休眠狀態(圖一)，同時還能抑制部分感染相關真菌基因的表現(圖二)，並且提高真菌對寄主防禦反應的誘發活性(圖三)，從而使寄主更有效感知與殺滅該病原菌。LsGRP1^N操控病原菌的功能(圖四)揭示抗菌蛋白可能的作用模式，並為有目標性地消除有害微生物的策略提供了新的見解。

 

 

圖一 / LsGRP1^N引發的孢子萌芽顯著增強Botrytis elliptica對抗菌區段LsGRP1^C的敏感度。

 

 

圖二 / LsGRP1^N改變Botrytis elliptica在孢子萌發過程中的感染相關基因表現。

 

 

圖三 / 與對照胜肽相比，經 LsGRP1^N處理的Botrytis elliptica所產生之外泌液在百合葉部誘導更多的防禦相關癒傷葡聚醣沉積。

 

 

圖四 / 抗菌蛋白LsGRP1的病原菌調控區段LsGRP1^N與抗菌區段LsGRP1^C在抑制百合灰黴病菌Botrytis elliptica感染上的分工與作用機制。

 

參考論文連結：

• Lin, C.-H., Liu, F.-W., Pan, Y.-C., and Chen, C.-Y. 2023. Lilium gray mold suppression conferred by the host antimicrobial protein LsGRP1 involves main pathogen-targeted manipulation of the nonantimicrobial region LsGRP1^N. Journal of Agricultural and Food Chemistry 71(34):12688-12699. doi: 10.1021/acs.jafc.3c04221.