植物中致病效應子的感知通常依賴於核苷酸結合結構域（NBS）和富含亮氨酸重複序列的蛋白（NLR）。一些NLR包含其他域，這些域充當病原體效應子靶標和免疫信號激活的整合誘餌。 小麥條鏽病是農作物最具破壞性的疾病之一。
2020年3月13日，福建農林大學唐定中團隊在Nature Communications 上發表題為“An ankyrin-repeat and WRKY-domain-containingimmune receptor confers stripe rust resistance in wheat”的文章，該研究報道了來自二倍體小麥Triticum urartu（六倍體小麥A基因組的祖先）的條紋抗性基因YrU1的克隆。 YrU1編碼具有N末端錨蛋白重複序列和C末端WRKY域的捲曲螺旋NBS亮氨酸豐富的重複蛋白，代表植物中獨特的NLR結構。數據庫搜索僅在小麥親屬中鑑定出相似的結構。在不存在病原體的情況下，本生菸草中YrU1的瞬時表達不會誘導細胞死亡。YrU1的錨蛋白重複域和捲曲螺旋域是自締合的，這表明同型二聚化對YrU1的功能至關重要。該抗病基因的鑑定和克隆揭示了NLR蛋白的功能，並可能促進育種以控制毀滅性的小麥條鏽病。
小麥條鏽病，由小麥條鏽菌引起，條鏽病由於其範圍擴大和增加的生產損失而成為所有作物鏽病中危害最大的。迄今為止，已在小麥中鑑定並定位了80多個條鏽病抗鏽基因，但僅克隆了少數幾個，包括Yr5，Yr7，YrSP，Yr15，Yr18 / Lr34，Yr36，Yr46和YrAS2388。其中，Yr18 / Lr34編碼一個假定的ATP結合盒（ABC）轉運蛋白；Yr36編碼具有激酶結構域和推定的脂質結合結構域的蛋白質；Yr46編碼己糖轉運蛋白；Yr15編碼具有預測的激酶和假激酶結構域的蛋白質。這些基因編碼不同的蛋白質家族，並賦予相對廣泛的抗藥性。
相反，YrAS2388編碼核苷酸結合位點（NBS）和富含亮氨酸的重複（LRR）蛋白（NLRs），而Yr5，Yr7和YrSP編碼具有附加BED結構域的NLR；所有這些基因都是種屬特異性的，僅對幼苗或所有階段的Pst分離株的一部分有效。條紋鏽病抗性基因受到小麥和條紋鏽病病原體之間共同進化的挑戰，其中病原體已經進化出克服這些基因所傳遞的抗性的能力。
植物中致病效應子的感知通常依賴於核苷酸結合結構域（NBS）和富含亮氨酸重複序列的蛋白（NLR）。植物利用細胞內NLR通過直接或間接識別病原體效應物來檢測病原體。大多數NLR包含三個域：N端可變域，NBS域和C端LRR。其中一些還具有其他功能域，假設它們可以充當整合的誘餌。例如，擬南芥（Arabidopsis）抗性蛋白RRS1具有C端WRKY結構域；水稻抗性蛋白RGA5具有C末端的RATX1結構域。小麥條鏽病抗性蛋白Yr5，Yr7和YrSP具有N端BED結構域。番茄抗性蛋白Sw-5b和Prf具有一個額外的N端結構域。其中，RGA5的RATX1結構域直接與稻瘟病菌效應子結合，並在識別後激活RGA4介導的抗性和細胞死亡。
該研究報道了來自二倍體小麥Triticum urartu（六倍體小麥A基因組的祖先）的條紋抗性基因YrU1的克隆。YrU1編碼具有N末端錨蛋白重複序列和C末端WRKY域的捲曲螺旋NBS亮氨酸豐富的重複蛋白，代表植物中獨特的NLR結構。數據庫搜索僅在小麥親屬中鑑定出相似的結構。在不存在病原體的情況下，本生菸草中YrU1的瞬時表達不會誘導細胞死亡。YrU1的錨蛋白重複域和捲曲螺旋域是自締合的，這表明同型二聚化對YrU1的功能至關重要。
該抗病基因的鑑定和克隆揭示了NLR蛋白的功能，並可能促進育種以控制毀滅性的小麥條鏽病。參考消息：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-15139-6
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