Bradyrhizobium elkanii, a rhizobium with a relatively wide host range, possesses a functional type III secretion system (T3SS) that is involved in symbiotic incompatibility against Rj4-genotype soybean (Glycine max) and some accessions of mung bean (Vigna radiata). To expand our knowledge on the T3SS-mediated partner selection mechanism in the symbiotic legume-rhizobia association, we inoculated three Lotus experimental accessions with wild-type and T3SS-mutant strains of B. elkanii USDA61. Different responses were induced by T3SS in a host genotype-dependent manner. Lotus japonicus Gifu inhibited infection; L. burttii allowed infection, but inhibited nodule maturation at the post-infection stage; and L. burttii and L. japonicus MG-20 both displayed a nodule early senescence-like response. By conducting inoculation tests with mutants of previously reported and newly identified effector protein genes of B. elkanii USDA61, we identified NopF as the effector protein triggering the inhibition of infection, and NopM as the effector protein triggering the nodule early senescence–like response. Consistent with these results, the B. elkanii USDA61 gene for NopF introduced into the Lotus symbiont Mesorhizobium japonicum induced infection inhibition in L. japonicus Gifu, but did not induce any response in L. burttii or L. japonicus MG-20. These results suggest that Lotus accessions possess at least three checkpoints to eliminate unfavorable symbionts, including the post-infection stage, by recognizing different T3SS effector proteins at each checkpoint.

中文翻译：

---

莲花种质具有由广宿主范围共生菌 Bradyrhizobium elkanii USDA61 的不同 III 型分泌系统效应器触发的多个检查点

Bradyrhizobium elkanii 是一种宿主范围相对较广的根瘤菌，具有功能性 III 型分泌系统 (T3SS)，与 Rj4 基因型大豆 (Glycine max) 和一些绿豆 (Vigna radiata) 的共生不相容性有关。为了扩展我们对共生豆科植物根瘤菌协会中 T3SS 介导的伙伴选择机制的了解，我们用 elkanii USDA61 的野生型和 T3SS 突变株接种了三个 Lotus 实验种质。T3SS 以宿主基因型依赖性方式诱导不同的反应。莲藕岐阜抑制感染；L. burttii 允许感染，但在感染后阶段抑制结节成熟；L. burttii 和 L. japonicus MG-20 均显示出结节早期衰老样反应。通过对先前报道的和新发现的 elkanii USDA61 效应蛋白基因的突变体进行接种测试，我们确定 NopF 是触发抑制感染的效应蛋白，而 NopM 是触发结节早期衰老样反应的效应蛋白。与这些结果一致，引入 Lotus 共生体 Mesorhizobium japonicum 的 NopF 的 B. elkanii USDA61 基因在 L. japonicus Gifu 中诱导感染抑制，但在 L. burttii 或 L. japonicus MG-20 中没有诱导任何反应。这些结果表明 Lotus 种质具有至少三个检查点，通过在每个检查点识别不同的 T3SS 效应蛋白来消除不利的共生体，包括感染后阶段。我们将 NopF 鉴定为触发抑制感染的效应蛋白，将 NopM 鉴定为触发结节早期衰老样反应的效应蛋白。与这些结果一致，引入 Lotus 共生体 Mesorhizobium japonicum 的 NopF 的 B. elkanii USDA61 基因在 L. japonicus Gifu 中诱导感染抑制，但在 L. burttii 或 L. japonicus MG-20 中没有诱导任何反应。这些结果表明 Lotus 种质具有至少三个检查点，通过在每个检查点识别不同的 T3SS 效应蛋白来消除不利的共生体，包括感染后阶段。我们将 NopF 鉴定为触发抑制感染的效应蛋白，将 NopM 鉴定为触发结节早期衰老样反应的效应蛋白。与这些结果一致，引入 Lotus 共生体 Mesorhizobium japonicum 的 NopF 的 B. elkanii USDA61 基因在 L. japonicus Gifu 中诱导感染抑制，但在 L. burttii 或 L. japonicus MG-20 中没有诱导任何反应。这些结果表明，Lotus 种质具有至少三个检查点，通过在每个检查点识别不同的 T3SS 效应蛋白来消除不利的共生体，包括感染后阶段。引入莲花共生菌 Mesorhizobium japonicum 的 NopF 的 elkanii USDA61 基因在 L. japonicus Gifu 中诱导感染抑制，但在 L. burttii 或 L. japonicus MG-20 中没有诱导任何反应。这些结果表明 Lotus 种质具有至少三个检查点，通过在每个检查点识别不同的 T3SS 效应蛋白来消除不利的共生体，包括感染后阶段。elkanii USDA61 基因的 NopF 被引入莲花共生菌 Mesorhizobium japonicum 中，在 L. japonicus Gifu 中诱导感染抑制，但在 L. burttii 或 L. japonicus MG-20 中没有诱导任何反应。这些结果表明 Lotus 种质具有至少三个检查点，通过在每个检查点识别不同的 T3SS 效应蛋白来消除不利的共生体，包括感染后阶段。