SCLEROSOSPORA Graminicolaのジャカリン様レクチンドメイン含有タンパク質は、植物局所相互作用においてアポプラスティック毒性エフェクターとして作用します

アポプラストや原形質膜を含む植物外部スペースは、植物病原体相互作用の初期部位です。病原体は、エフェクターと呼ばれる多数の分泌タンパク質をこの領域に送達し、植物の免疫を抑制し、感染を確立します。Oomycete Poperogen sclerosspora graminicola（SG）によって引き起こされる鈍いカビは、Foxtail Millet（Setaria italica）を含むポアセ科作物の経済的に重要な疾患です。以前にSGのゲノム配列を報告し、ジャカリン関連のレクチン（JRL）遺伝子ファミリーがこの系統で大幅に拡大していることを示しました。しかし、JRLタンパク質の生物学的機能は不明のままでした。ここでは、SG（SGJRL）のJRLがアポプラスティック毒性エフェクターとして機能することを示します。SGに接続されたフォクステールキビの葉からの細胞外液のタンパク質質量分析分析により、8つのSGJRLを特定しました。SGJRLSは、ジャカリン様レクチンドメインとN末端の推定分泌信号で構成されています。SGJRL発現は、SG感染によって誘導されます。Nicotiana benthamianaにおけるN末端分泌シグナルペプチドを伴う3つのSgJRLの異種発現は、同じ葉に接種された病原体Phytophthora palmivoraの病原性を高めました。3つのSGJRLのうち、SG06536は、N。Benthamianaの葉のアポプラスティックスペースに局在する緑色蛍光タンパク質（GFP）と融合しています。SG06536-GFPの共発現により、INF1を介した防御関連遺伝子の誘導は抑制されました。これらの発見は、JRLが植物の防御反応を抑制することにより病原性に寄与する新しいアポプラスティックエフェクターであることを示唆しています。

The plant extracellular space, including the apoplast and plasma membrane, is the initial site of plant-pathogen interactions. Pathogens deliver numerous secreted proteins, called effectors, into this region to suppress plant immunity and establish infection. Downy mildew caused by the oomycete pathogen Sclerospora graminicola (Sg) is an economically important disease of Poaceae crops including foxtail millet (Setaria italica). We previously reported the genome sequence of Sg and showed that the jacalin-related lectin (JRL) gene family has significantly expanded in this lineage. However, the biological functions of JRL proteins remained unknown. Here, we show that JRL from Sg (SgJRL) functions as an apoplastic virulence effector. We identified eight SgJRLs by protein mass spectrometry analysis of extracellular fluid from Sg-inoculated foxtail millet leaves. SgJRLs consist of a jacalin-like lectin domain and an N-terminal putative secretion signal; SgJRL expression is induced by Sg infection. Heterologous expression of three SgJRLs with N-terminal secretion signal peptides in Nicotiana benthamiana enhanced the virulence of the pathogen Phytophthora palmivora inoculated onto the same leaves. Of the three SgJRLs, SG06536 fused with green fluorescent protein (GFP) localized to the apoplastic space in N. benthamiana leaves. INF1-mediated induction of defence-related genes was suppressed by co-expression of SG06536-GFP. These findings suggest that JRLs are novel apoplastic effectors that contribute to pathogenicity by suppressing plant defence responses.