近日，南京农业大学植物保护学院洪晓月教授团队在国际知名期刊Journal of Experimental Botany在线发表了题为“A new spider mite elicitor triggers plant defenses and promotes resistance to herbivores”的研究论文。该论文全面解析了唾液蛋白Te16在叶螨与植物互作中的功能，揭示了植物通过识别唾液激发子Te16来感应叶螨取食并迅速作出反应的分子机理。

在长期的进化过程中，昆虫与植物形成了一种攻守相抗的“军备竞赛”关系。昆虫唾液作为昆虫与植物互作的核心，在这场“攻防战”中发挥着重要作用。植物通过识别昆虫唾液中的激发子触发免疫反应来抵御昆虫攻击。因此，对昆虫激发子的鉴定及其作用机制的解析，能为农业害虫的有效防治和作物抗性品种的培育提供理论指导。

伊氏叶螨是一种世界性入侵害螨，现已扩散到我国西南、华南和华东地区，对我国茄科作物的生产构成了严重威胁。通过开展叶螨与植物互作的研究，鉴定激发植物免疫的唾液蛋白，对于实现伊氏叶螨的可持续控制具有重要意义。本课题组前期在伊氏叶螨中鉴定到两个诱导细胞坏死的唾液蛋白—TePDI和Te16，并深入探究了TePDI的作用机理（Cui et al., 2018, Plant Physiology）。然而，唾液蛋白Te16如何介导叶螨与植物的相互作用尚不清楚。

该研究发现，Te16能诱导烟草细胞坏死、ROS积累、胼胝质沉积及茉莉酸（Jasmonic acid , JA）相关基因的表达。其诱导的细胞坏死依赖于钙离子信号通路、共受体BAK1和ETI相关的信号分子SGT1、HSP90。亚细胞定位分析发现，Te16定位在烟草细胞核和细胞质内，并且细胞质定位是其诱导细胞坏死的关键区域。进一步的功能研究表明，沉默Te16基因能降低叶螨的存活率和后代孵化率，在烟草中瞬时表达Te16基因能提高植物对叶螨和草地贪夜蛾的抗性，这表明Te16对叶螨既有利又有弊。此外，进化分析显示Te16是叶螨中高度保守的唾液激发子，来自不同叶螨的Te16同源蛋白均可诱导烟草细胞坏死和植物防御反应。基于以上结果，该研究提出了Te16介导叶螨与植物互作的模型（图1）：在取食植物时，伊氏叶螨能向植物细胞内分泌唾液蛋白，其中的Te16作为一种唾液激发子能诱导细胞坏死和一系列的防御反应，包括ROS积累、胼胝质沉积以及JA相关基因的表达。Te16诱导的细胞坏死依赖于钙离子信号通路、细胞质定位，同时还依赖于植物共受体BAK1以及ETI相关的信号分子HSP90和SGT1。植物通过识别激发子Te16触发防御反应进而提高对叶螨的抗性。以上研究鉴定了一种新型植物免疫激活因子，为研发叶螨新型防控技术及培育植物抗性品种提供了新的思路。

植物保护学院昆虫分子生态与进化实验室博士生崔佳蓉为论文第一作者，洪晓月教授为论文通讯作者。植保学院博士生周佳怡、任璐、刘繁、硕士生周彬、汤怡静以及澳大利亚墨尔本大学Ary Hoffmann教授对该工作亦有重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1093/jxb/erad452

图1. Te16介导叶螨-植物相互作用的模式图