近日，牛津大學生物系黃杰博士與農林生物安全全國重點實驗室、南京農業大學作物疫病團隊董莎萌教授合作在Advanced Science在線發表了題為A Phase-Separated SR Protein Reprograms Host Pre-mRNA Splicing to Enhance Disease Susceptibility的研究論文。該研究綜合運用生物化學、轉錄組學和基因編輯等多種技術手段，首次揭示了馬鈴薯晚疫病菌寄主植物中重要剪切因子SR蛋白家族成員SR30通過液-液相分離（LLPS）形成凝聚體，影響關鍵防御基因轉錄本的可變剪接效率，抑制植物免疫反應的作用機制。

可變剪接是一種通過選擇性剪接前體mRNA中外顯子與內含子，從而產生多種不同成熟mRNA分子的分子機制，該過程在生物應對逆境脅迫中發揮重要的作用。深入解析病原菌-植物互作中的剪切調控機理，靶向關鍵遺傳位點改良作物抗病性，是一種基礎研究到產業應用的積極探索，為此，南京農業大學作物疫病團隊在前期研究中取得了系統性工作進展。（1）發現了疫霉菌效應子靶向植物剪接因子并增強其蛋白穩定性，從mRNA可變剪切層面調控植物免疫反應的全新致病機制（Nature Communications, 2017；New Phytologist, 2019）；（2）構建了新型的可變剪接報告系統（Molecular Plant, 2020），廣泛應用于病原菌致病因子的功能篩選和新型剪切調控因子的鑒定。該剪接報告系統已向國內外60余個課題組共享，促成研究成果發表在Cell Host & Microbe、Science Advances、Cell Reports、Plant Cell等高水平期刊；（3）揭示了馬鈴薯持久抗晚疫病基因RB通過可變剪切精細調控其基因表達水平進而平衡馬鈴薯生長與抗性的分子機制（Plant Cell, 2024）。

雖然疫霉菌干擾寄主RNA可變剪接抑制植物免疫的理論研究取得了部分進展，但該機制在作物抗病性改良中的應用潛力尚未被深入探索。該研究結合分子生物學、細胞生物學、轉錄組學與遺傳學等多種技術手段，從番茄SR蛋白家族中篩選出一個植物免疫的負調控因子SR30。該基因在致病疫霉等多個病菌侵染期間顯著上調表達，通過液-液相分離在細胞核中形成凝聚體，干擾防御基因的可變剪接從而抑制植物免疫。SR30的相分離能力和免疫功能依賴其兩個固有無序區（IDR2和IDR5），并促進其與剪接因子的互作。敲除SR30后，凝聚體消失，可變剪接恢復正常，番茄對多種疫霉菌表現廣譜抗性。該研究系統揭示了剪接因子SR30通過相分離調控可變剪接從而負調控植物免疫的分子機制，拓展了對相分離蛋白在植物免疫調控中作用機制的理解，并為作物疫病的綠色防控提供了重要理論依據。

SR30負調控植物免疫的工作模型

該研究由牛津大學生物系黃杰博士與南京農業大學董莎萌教授擔任共同通訊作者，博士生閆東為第一作者，田峰奇、舒海東、陳漢和畢業生彭倩、吳宏偉，中國農業科學院蔬菜花卉研究所趙建龍副研究員也參與了本研究。南京農業大學王源超教授、李剛教授和美國科羅拉多州立大學Anireddy Reddy教授為本研究提供了重要指導，南方科技大學吳柘教授與德國美因茨約翰內斯·古騰堡大學Andreas Wachter教授對本研究也提出了寶貴建議。南京農業大學徐毅教授、孔亮教授、李昱辰副教授、博士后孫碧瑩，以及賓夕法尼亞州立大學博士后陳玲在實驗與數據分析過程中提供的重要幫助。本研究得到國家自然科學基金、中國博士后科學基金、歐洲研究理事會（ERC）高級研究資助計劃、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目、國家現代農業產業技術體系等項目的資助。

黃杰博士目前就職于牛津大學生物系，長期聚焦于生物大分子的加工與活性調控，利用化學生物學、合成生物學、人工智能等前沿技術手段深入開展疫霉菌致病機制解析與大豆、番茄、馬鈴薯等作物的抗病性改良，取得了一系列創新性研究成果。相關成果以第一作者和通訊作者（含共同）發表在Nature Communications（2篇）、Molecular Plant、Advanced Science、New Phytologist、Journal of Experimental Botany等期刊。連續3次應邀在國際分子植物與微生物互作大會進行學術報告，還受到Google DeepMind公司在“全球糧食安全與人工智能應用”領域的專訪。

論文鏈接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202500072