ZmSGT1‐mediated competitive protection of ZmBBI1 enhances maize resistance to Rhizoctonia solani

病理系统 效应器 生物 茄丝核菌 先天免疫系统 植物对草食的防御 病菌 毒力 激发子 细胞生物学 植物抗病性 寄主(生物学) 微生物学 R基因 抗性(生态学) 遗传学 植物免疫 防御机制 拟南芥 基因 免疫系统 下调和上调 纹枯病 丝核菌 枯萎病
作者
Yuanyuan Sun,Le Wang,Xiaofei He,Bingding Zhu,Zhijin Ma,Kun Wan,Ning Li
出处
期刊:Journal of Integrative Plant Biology [Wiley]
标识
DOI:10.1111/jipb.70441
摘要

Banded leaf and sheath blight (BLSB), incited by the necrotrophic basidiomycete Rhizoctonia solani, is a devastating soil-borne disease that severely constrains global maize (Zea mays) production. Bowman-Birk inhibitors (BBIs) constitute a critical class of protease inhibitors in plant innate immunity; yet, their biological functions and upstream regulatory circuits in maize defense against necrotrophic pathogens remain largely uncharacterized. Here, we show that ZmBBI1, a BBI family member transcriptionally upregulated upon R. solani infection, positively modulates BLSB resistance. Its defense activity is strictly dependent on trypsin-inhibitory function, mediated by the evolutionarily conserved Thr52 and Arg53 residues in its canonical reactive loop. We identify Rs03254, a secreted virulence effector from R. solani, that directly engages ZmBBI1 and biochemically inactivates its protease-inhibitory activity to promote fungal colonization. We further demonstrate that the conserved immune co-chaperone ZmSGT1 physically interacts with ZmBBI1 and is genetically required for its full defense function. Mechanistically, ZmSGT1 competes with Rs03254 for binding to ZmBBI1, displacing the pathogen effector and restoring ZmBBI1's trypsin-inhibitory activity. Our work defines a tripartite molecular arms race module in the maize-R. solani pathosystem and uncovers a noncanonical role for SGT1 as a molecular bodyguard that protects host defense factors from effector-mediated suppression, providing actionable targets for engineering durable BLSB resistance in maize.
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