沈阳农业大学植物保护学院薛春生教授团队综述铁在植物与病原菌互作机理中的研究进展

铁 (Fe) 是植物和病原菌生长发育所必需的微量元素。铁在植物形态建成、基础代谢以及免疫反应中起着重要的作用。同时，铁的有效供给也是病原菌致病力的必要条件。铁元素决定着植物成功抵抗病原菌的入侵和病原菌克服寄主植物免疫反应引发症状。铁元素作为植物与病原菌互作过程中必须竞争的资源，导致双方展开了一场“拉锯战”，在长期的“博弈”中进化出多种策略阻止对方对铁的有效利用从而占据主动权。一方面，植物调控铁稳态相关基因，在细胞水平上重新分配铁资源，诱导活性氧爆发或直接激活免疫反应，从而限制病原菌的生长发育，称之为植物铁免疫。另一方面，铁作为病原菌入侵寄主植物并成功定殖的必需元素，病原菌进化出多种策略克服铁营养免疫，完成入侵和扩展。因此，铁元素被视为贯穿于植物-病原菌互作过程且具多元作用的关键元素。

Phytopathology Research在线发表了沈阳农业大学薛春生教授团队题为“The tug-of-war on iron
between plant and pathogen”的文章。该论文系统综述了植物和病原菌铁稳态调控机制以及铁在植物与病原菌互作过程中的复杂作用的研究进展，主要包括：1）植物铁元素获取策略和铁稳态调控机制；2）病原菌铁元素吸收途径及铁稳态转录调控过程；3）铁元素参与调控植物免疫反应的多重作用，系统阐述了铁隔绝、局部铁积累和缺铁诱导抗性等三种植物铁免疫机制（Fig. 1）；4）病原菌进化出多种方式克服植物铁免疫，包括直接从植物铁储存蛋白中获取铁元素、转换铁元素吸收方式适应寄主植物的胁迫以及分泌效应因子干扰寄主植物铁稳态等多种策略（Fig. 2）。此外，该论文还讨论了病原菌胞外铁载体对植物免疫的激活机制，有助于开发植物病害防控新策略；同时，在不影响植物产量的提前提下，利用基因工程手段改造植物铁稳态基因可提高植物的抗病性。该综述为进一步探究铁元素在植物与病原菌互作过程中的作用机制提供了参考。

Figure 1 Iron-mediated plant immunity

沈阳农业大学植物保护学院已毕业博士生孙佳莹为论文第一作者，肖淑芹副教授和薛春生教授为本文通讯作者。本研究得到了辽宁省科学研究计划应用基础研究计划（No. 2022JH2/101300168）资助。

Figure 2 Pathogens employ multiple mechanisms to overcome plant iron-regulated
immunity

沈阳农业大学植物保护学院薛春生教授团队围绕铁在植物病原真菌与玉米互作中的作用机理开展研究，重点挖掘寄主抗病调控基因和探索病原菌的致病机制，进一步开发应用技术，为我国玉米病害绿色防控和产业发展提供技术支持。

参考文献

Sun, J., Xiao, S. & Xue, C. The tug-of-war on iron between plant and pathogen. Phytopathol Res. 2023; 5: 61. https://doi.org/10.1186/s42483-023-00215-8