小麦赤霉病是全球性重大真菌病害，不仅造成严重减产，其病原菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）等毒素更会威胁人畜健康。植物在病原体侵染时会激活内源激发肽（Peps），这类免疫诱导分子被认为是作物抗病育种的重要靶标，但其在主要作物中的作用机制尚不清楚。近日，小麦遗传育种团队与南京农业大学植物保护学院在植物学领域顶级期刊The Plant Cell上发表了题为“The metacaspase–Peps–PEPR immune module confers resistance to Fusarium head blight in wheat”的研究论文，揭示了小麦内源植物激发肽（Peps）通过半胱氨酸蛋白酶介导的剪切加工成熟，进而激活受体PEPR介导的免疫信号通路从而增强小麦对赤霉病抗性的分子机制。

该研究通过外源喷施小麦内源植物激发肽发现，TaPep-e/f/g外源处理可以显著增强小麦赤霉病抗性。分子机制研究表明，这些激发肽可以被植物激发肽受体TaPEPR1感知，进而激活免疫信号和钙离子内流以增强小麦对赤霉病的抗性。深入研究发现，在禾谷镰刀菌侵染过程中，小麦半胱氨酸酶TaMCA-IIa特异性剪切植物激发肽前体TaPEOPRP7和TaPEOPRP10产生成熟体TaPep-e/f/g来应对病原菌侵染。遗传验证表明，在小麦中过量表达前体基因TaPROPEP7和TaPROPEP10或半胱氨酸酶TaMCA-IIa，均能通过钙离子介导的免疫途径增强抗病性，且不影响产量性状。基于此，该研究提出了“metacaspase–Peps–PEPR”免疫模块赋予小麦抗赤霉病的新机制，为开发新型免疫诱导剂和创制抗病与高产协同改良的小麦新品种提供了关键分子靶标和理论依据。

南京农业大学植物保护学院博士研究生董一帆、江苏省农科院与西南科技大学联合培养硕士研究生安琪和小麦遗传育种团队何漪研究员为论文的共同第一作者，南京农业大学稻麦真菌病害控制团队李刚教授为论文的通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金以及生物育种钟山实验室等项目的支持。

论文连接：

https://doi.org/10.1093/plcell/koaf177