Nature Communications | 福建农林大学研究揭示茄科植物高温高湿特异性免疫的分子机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者何水林

植物在其自然栖息地中经常遭受病原体侵袭，积累的证据表明，植物与病原体的相互作用可能会受到环境条件的深刻影响。高温胁迫和高湿度会抑制植物的免疫力。在农作物生产实践中，一个常见现象是在高温高湿的条件下，作物病害比单独高温、高湿或正常温度下更为严重。这在茄科作物，如辣椒和番茄中更为显著。这些作物主要分布在热带和亚热带地区的高地，伴随着包括青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）在内的各种土传病原体。频繁发生的多重胁迫可能会对植物的进化施加强大的限制，从而塑造免疫系统的进化。事实上，植物已经进化出高温高湿特异性免疫来弥补高温高湿条件下免疫力受损的情况。由于植物对于复合胁迫的响应与单一胁迫的响应不同，尽管对植物对高温和高湿的单独响应已有深入研究，但目前对茄科植物中高温高湿特异性免疫的分子细节了解甚少。

逐渐增多的证据表明，在与病原体的挑战中，植物利用模式识别受体（PRRs）和主要是核苷酸结合和富含亮氨酸重复结构蛋白（NLRs）的细胞内R蛋白，分别感知病原体相关的分子模式（PAMPs）和效应因子。尽管具有不同的幅度和动态，由不同感知所启动的免疫信号通过不同的信号级联传导，如植物激素，包括水杨酸（SA），茉莉酸（JA）和细胞分裂素，并在细胞核中积累，并进行大规模转录重编程，对激活辣椒免疫至关重要。

2023年7月25日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了福建农林大学何水林团队的最新相关研究成果，题为Differential CaKAN3-CaHSF8 associations underlie distinct immune and heat responses under high temperature and high humidity conditions的研究论文。

高温高湿（HTHH）条件会增加植物对多种病害的易感性，包括茄科植物的青枯病。一些茄科植物品种已经进化出机制，以激活适应青枯病的HTHH特异性免疫。然而，其潜在机制目前尚不明确。在这项研究中，科研人员发现辣椒在HTHH条件下未接种或接种青枯雷尔氏菌后早期阶段，CaKAN3和CaHSF8会在细胞核内上调并相互作用。因此，CaKAN3和CaHSF8通过激活一部分NLRs，即在感知未知病原体效应因子时启动免疫信号，从而协同抵御青枯雷尔氏菌的侵染。有趣的是，当HTHH条件持续存在而没有病原体侵袭，或者温度进一步升高时，CaHSF8不再与CaKAN3相互作用。相反，它直接上调一部分热休克蛋白基因，从而激活热耐受性。科研人员的研究结果强调了通过CaKAN3-CaHSF8不同关联介导的高温特异性辣椒免疫和热耐受性的特定背景激活机制。

本文转载自Ad植物微生物

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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