昨天的文章解读有一处错误，大家有没有发现呢？不管你们发现没发现，反正我也没发现。小凯一看群里说昨天有个地方出错了，立马出来刷存在感：苍天有眼呢，终于等到这一天了。辉哥说，苍天哪里有眼了，苍天要是有眼，你咋没发现呢。胖丫说，你们都别吵吵了，我来送你们一首歌，“借我借我一双慧眼吧，让我把这错误，看得清清楚楚明明白白真真切切”。

由于对“nonsense mutation”理解错误，无义突变实际上是由于某个碱基的改变使代表某种氨基酸的密码子突变为终止密码子，从而使肽链合成提前终止。所以昨天那12个突变体实际上属于真正的突变，下图是附件突变体碱基发生变化的详细信息。

胖丫说，通过这件事，终于知道我的水平还达不到CNS级别，看来还得继续努力啊。过了良久，飞哥说，以前你是不知道自己不知道，现在境界提升，已经可以知道自己不知道了。又过了良久，瑞哥上线，上来就@飞哥，没想到还引用苏格拉底的名言啊。飞哥说，我咋不知道，哪句是他名言呢？瑞哥回了这么一句话，你是不知道自己知道。此时飞哥选择表情来表达此时的心情，“”。

好了，人生如戏，全靠演技，今天瑞哥是主角，让我们进入他的话题。

今天我们从实际应用和现代植物病害流行学的角度来谈谈这两篇文章的重要性。事实上，小编个人认为，在宿主—病原菌互作这方面，目前的两篇文章虽说是经典，但毕竟还是属于Avr和R基因的互作模型，所以要想达到教科书水平，还得有更多的发现才行。比如AvrSr35的蛋白三级结构，Rust病原菌中Avr蛋白家族的比较及进化分析，AvrSr35如何跟Sr35蛋白结合（间接/直接？）以及为什么结合后初期没有明显的HR反应（参见Sr35克隆的论文）等等这些问题。

当然，笔者提出这个观点并不是要贬低这两篇文章的贡献，而是想让大家有一个更全面的视角来看待这两篇文章，毕竟在研究宿主和病原菌分子互作机理方面，咱做小麦的本来就很难与其它Model Pathosystem 的相比。但与模式病理系统不同的是，我们小麦出来的成果会切切实实的造福于整个人类，尤其是像Rust这种又古老又复杂的植病。所以我们今天推送的文章是跟两篇大作发表在同一期Science上的评论文章《The quest for durable resistance》（作者是Matthew J. Moscou andH. Peter van Esse，二人来自英国的The Sainsbury Laboratory）。他们来讲一讲为什么我们认为这两篇发现Avr的文章可以称得上是里程碑式进展甚至是开山之作！

在这篇文章的第一段，作者就开门见山的指出AvrSr两篇文章的重大贡献：

这些效应因子的发现，将有助于我们开发一种跟踪和防止小麦锈病在世界范围内蔓延的手段，是重要的里程碑，它提高了我们对病原菌的生物学理解。

接下来，作者总结了锈病抗性的一些现状和最大的难题：病原菌的变异。

植物病害流行学家的最终目标是制定预防病害流行的策略。在农作物方面，由于农业本身的属性和人类行为的原因，这一直是一个挑战。大面积的单一种植，不良的农业实践，被污染的种子、植株甚至土壤的流转都加大了高致病力病原菌出现的概率。育种家们试图通过引入具有抗性的多种种质资源来战胜这些挑战。然而，这些只具有单一抗性基因材料的引入及大量使用往往又会导致新一轮病害的大爆发。病原菌变异速度加快是由于它被施加强烈的选择性压力，这一过程类似于人类过度使用抗生素，致使病原菌不断产生抗药性。显然，为了保持作物持久的抗病性，需要把对现代植物病害流行学的探索和实践应用到农业上。而关键的第一步就是要对具有国际流行趋势的病原菌进行监测，并鉴定植物免疫受体及其识别的效应因子。而这一步也需要与我们的动态育种计划相结合，这些计划能够迅速应对不断变化的病原菌群体。随着科学技术的进步，在小麦锈菌基因组的测序方面以及在快速鉴定小麦免疫受体的方法上都已经取得了很大的进展，但对于病原菌效应因子的鉴定迟迟没有重要的进展，这极大限制了原计划的执行。

目前锈菌效应因子的鉴定困难重重，主要有以下几个原因

1、 锈菌具有复杂的重复基因组

2、锈菌具有两个单倍体细胞核

3、锈菌的专性寄生生活方式（意味着它们的遗传转化目前还是瓶颈）

4、最关键的是，锈菌的效应因子没有像在细菌和卵菌中有明显的标志。

虽然困难重重，但是今天终于有了新进展！那就是病原菌无毒基因AvrSr35和AvrSr50被成功克隆。Salcedo等人使用化学诱变的方法发现效应因子AvrSr35。AvrSr35与免疫受体Sr35相互作用，但究竟是直接作用还是间接作用，还有待考证。相反，Chen等在自然界（温室）检测到了能成功逃避Sr50识别的自发性病原菌突变体，从而鉴定出效应因子AvrSr50。此外，这两项研究都提出了有关病原菌逃避免疫识别的机制。Salcedo等还检测了田间自然变异的小种，发现AvrSr35第六个外显子中有一个微型转座子（MITE）插入，导致编码的蛋白提前终止，从而避免了小麦免疫受体Sr35的识别。而Chen等发现锈菌通过无毒基因的序列变异（sequence divergence）来逃避Sr50的识别。他们指出，锈菌通过体细胞重组引起两个核之间的DNA信息交换是其逃避植物免疫识别的重要原因之一。这种类型的交换增加了植物病原菌逃避免疫识别的概率。当然，除了体细胞重组外，有性重组，碱基突变和缺失都是其中的原因。

作者接着给出了AvrSr蛋白在实际抗病中的应用：

确保病原菌的效应因子被植物识别是一个中心策略。影响效应因子识别的两个关键因素是效应因子在病原菌群体中的频率以及它在病原菌侵染植物过程中的贡献。对这两方面的深入了解可以使人们从病原菌角度出发，知道哪些免疫受体能转化到植物当中，从而赋予植物持久的抗性。这就提出一个策略，即找到能识别不同病原菌效应因子的免疫受体并增强其在植物中表达。这一策略类似于人类使用多种抗生素来减缓细菌耐药性的产生。这种多重的方法为病原菌克服抗性设置了更大的障碍，通常需要几个独立的改变才可以。一旦部署抗病作物，就要对病原菌的多样性进行动态监测，这也就是在检测植物抗性是否“丧失”。轮作种植具有不同免疫受体组合的作物或品种，是目前值得积极尝试的解决方案之一。

最后，作者再次从现代植物病害流行学的角度来说明两篇文章的开创贡献：

多年的抗病育种历史告诉我们一个教训，利用单一的手段防控病害终将失效。Salcedo和Chen等分别鉴定了AvrSr35和AvrSr50，为利用现代植物病害流行学方法保护小麦免受祖先的病原菌侵害（作者用祖先的病原菌这个词是想强调Rust这个病的久远历史）奠定了基础。

其实长远来看，这种综合多个免疫受体的方法也有其危险性，也许会出现超级病原菌，虽然概率要低很多，但墨菲定律告诉我们，事情如果有变坏的可能，不管这种可能性有多小，它总会发生。

另外，AvrSr50那篇文章的作者也接受了一个采访（http://www.bbc.com/news/science-environment-42446795），我们也来听听他怎么说：

“人类历史上第一次可以通过检测病原菌DNA的方法来预测病原菌是否会侵染正在使用Sr50抗性基因的小麦品种。这个信息对于在实践生产过程中是否需要迅速喷洒昂贵的杀菌剂至关重要。”以后科学家们在培育小麦抗病品种的过程中，终于可以比病原菌的变异领先一步。”

最后，以下链接是三篇文章的下载链接，也希望朋友们可以阅读原文来体会这小麦抗病史上伟大的时刻！

1、Loss of AvrSr50 by somatic exchange in stem rust leads to virulence for Sr50 resistance in wheat（http://science.sciencemag.org/content/358/6370/1607.full.pdf）

2、Variation in the AvrSr35 gene determines Sr35resistance against wheat stem rust race Ug99（http://science.sciencemag.org/content/sci/358/6370/1604.full.pdf）

3、The quest for durable resistance （http://science.sciencemag.org/content/sci/358/6370/1541.full.pdf）

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