农学院张雨副教授团队发表植物抗病系统演化研究新成果

       近日，我院张雨副教授团队在生物学期刊Plant Cell Report（IF=6.2）相继在线发表了2篇学术论文，阐述植物抗病系统演化研究新成果。

       第一篇题目为“Evolution of antimicrobial cysteine-rich peptides in plants”于2023年6月28日在线发表。抗菌肽（Antimicrobial Peptides，AMP）能够保护植物免受病原微生物的侵害。富含半胱氨酸的肽（Cysteine-rich Peptides，CRPs）作为AMP最大的基因家族之一，具有广谱的抗菌活性，但是CRPs在植物基因组中的扩增和进化模式尚不明确。该研究收集了从藻类到双子叶植物在内的240种植物基因组数据，分析CRP拷贝数与植物基因组大小的相关性以及CRP在染色体上的物理分布，研究发现CRP主要通过全基因组复制和局部串联复制进行扩增。通过比较CRP在不同植物谱系中的拷贝数变化，发现CRP拷贝数在不同植物谱系之间差异显著，且与植物生态表型相关，推测这可能是植物面对不断变化的致病环境产生抵抗性的结果。此外，还分析了由不等交换事件产生的独特的双结构域CRPs的演化事件。该研究为CRPs提供了独特的分子演化视角，且对理解其抗菌特性和共生特性提供了重要见解，为开发抗菌肽类植物源农药提供了理论基础。

       中山大学农学院为通讯作者单位，何海博士和张雨副教授为共同通讯作者，中国农业科学院农业基因组研究所硕士研究生马会珍和冯勇博士为共同第一作者。

全文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00299-023-03044-3

       第二篇论文题目为“Hyper non-CG methylation of expanded plant disease resistance NLR genes”于2023年4月6日在线发表。植物抗性基因（R基因）通常编码一个含核酸结合位点-富含亮氨酸重复（Nucleotide-binding site and leucine-rich repeat，NLR）结构域的蛋白。NLR受体识别病原体入侵后可激活一系列免疫反应，从而抑制病原体的增殖和扩散。为响应各种不断进化的病原体，NLR基因呈现出快速的进化模式。根据不同的进化速度，NLR基因可分为两种类型：I型NLR基因进化速度快，拷贝数高；II型NLR基因高度保守，拷贝数低。但是，I型和II型NLR基因的进化模式与侧翼转座子相关的原因还尚不清楚。该研究利用已发表的41种植物重亚硫酸盐测序数据分析了NLR基因周围的甲基化和转座子分布。作者进一步发现I型和II型NLR基因的非CG甲基化水平存在显著差异，表明DNA甲基化可能缓冲了NLR基因在植物中扩张和多样化的成本。作者的研究对理解植物NLR基因在DNA甲基化背景下的进化关系有着重要意义，为植物抗病基因的高效利用提供了理论基础。

       中山大学农学院为通讯作者单位，何海博士和张雨副教授为共同通讯作者，中国农业科学院农业基因组研究所硕士研究生曹乾乾为第一作者。

全文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00299-023-03018-5

（初审：何海  审核：辛国荣  终审：程月华）