在高温高湿〈high temperature (33-37°C) and high humidity (HTHH)〉条件下，植物青枯病比单独高温、高湿或正常温度下更为严重。因此，高温高湿下对病原菌侵染的制约构成了多数喜温作物抗病的瓶颈，鉴于茄科植物在高温下启动的细胞分裂素介导的抗青枯病防疫反应显著不同于常温下的水杨酸和茉莉酸介导的防御反应，有效地防治青枯病需要人类对高温高湿下植物抗病机制有更深入的认识。然而，迄今为止，大多数植物抗病机制的研究均在常温下开展，尽管近年来温度等环境条件下植物抗病的影响逐渐得到了重视，但对植物在高温高湿下的抗病机制仍知之甚少。

2023年11月27日，Journal of Experimental Botany在线发表了滚球何水林教授团队题为“Pepper mildew resistance locus O 1 (MLO1) context-specifically induces high-temperature-specific immunity and thermotolerance”（CaMLO1环境特异性激活辣椒高温特异性抗青枯病反应和和耐热性）的研究论文，该研究发现辣椒MLO1蛋白与U-box结构域包含蛋白PUB21互作，并以环境依赖性的方式抵御青枯病菌，导致MLO1仅在青枯病菌侵染时的高温下降解，以关闭不适当的防御反应。

    辣椒（Capsicum annuum）是一种世界范围内具有重要经济价值的蔬菜作物。作为茄科植物，辣椒经常受到多种土传病害的攻击，其中由青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）引起的青枯病是辣椒的主要病害之一。组成性存在的青枯菌在室温环境下通常不会引发疾病，但在高温高湿条件下会导致辣椒植株严重病害的发生。

在此，该团队利用由辣椒和青枯菌组成的植物病害体系为例，并通过表达谱分析、辣椒植株中病毒诱导的基因沉默和基因过表达功能检测，以及蛋白互作实验，比较研究了CaMLO1和CaPUB21在28°C和37°C（80%湿度）条件下辣椒对青枯菌的免疫作用。结果表明，CaMLO1在28°C条件下负调控辣椒对青枯菌的抗性，而在温度为37°C时则发挥正向作用。而CaPUB21恰好与之相反，即在28°C时呈现正调控功能，在37°C时呈负向作用。值得注意的是，在所有测试条件下CaPUB21均与CaMLO1互作；但只有在37°C或暴露于37°C时，响应青枯菌侵染的CaPUB21-CaMLO11互作可导致CaMLO1降解，从而在37°C和高温胁迫下关闭对青枯菌的不适当防御反应。

图1. CaMLO1沉默分别显著降低和增加了辣椒植株在28°C和37°C对青枯菌的易感性

图2. CaPUB21在辣椒免疫过程中对CaMLO1具有负向且特异性调控作用

据悉，何水林教授在茄科植物在高温高湿下抗青枯病机制上已有系列报道（Plant Cell & Environment,2022，45（2）：459-478）; Journal of Experimental Botany,2023,74（12）: 3667-3683）; Nature Communications,2023，14（1）：4477），该文的研究结果支撑了该团队前期报道的结果，即辣椒等茄科植物在高温高湿下可启动迥异于常温下的抗青枯病机制，这些结果改变了植物抗病反应一般受到SA和JA通路调节的传统认知，开辟了植物抗病机制研究新领域，为有效防治茄科植物青枯病提供了崭新的思路。

以上研究成果滚球为独立完成单位，滚球2018级的黄雪盈博士为第一作者，何水林教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（31902032、31572136、31372061）、福建省自然科学基金（2020J01552）和滚球发展基金项目（CXZX2016158、CXZX2017548）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1093/jxb/erad479