Cell 重磅论文！单立波/何平团队在植物免疫领域取得突破进展！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

植物进化出了复杂的先天免疫系统来抵御微生物侵染。质膜（PM）上的模式识别受体（PRRs）可感知微生物或病原体相关分子模式（MAMPs/PAMPs），从而启动模式触发免疫（PTI）。植物细胞内的免疫受体主要是核苷酸结合的富亮氨酸重复蛋白（NLRs），它们能感知病原体分泌的效应蛋白，从而激活效应蛋白触发免疫（ETI）。PRR 和 NLR 的激活会引发大量重叠的信号反应，但其强度和时间动态各不相同，其中包括活性氧（ROS）的产生、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）的激活以及防御相关基因的转录重编程。PRR 和 NLR 信号在多个模块汇聚并相互增效，从而产生综合而强大的植物免疫力。

脂质信号在各种细胞和生理过程（包括免疫反应）中发挥着至关重要的作用。磷脂酸（PA）主要存在于细胞膜中，是传递多种细胞信号的通用第二信使。PA 可通过不同的酶促反应生成，包括二酰甘油激酶（DGK）介导的二酰甘油（DAG）磷酸化和磷脂酶 D（PLD）介导的膜磷脂（如磷脂酰胆碱（PC）或磷脂酰乙醇胺（PE））水解。DAG 由磷脂酶 C（PLC）家族蛋白水解磷脂酰肌醇 4-单磷酸酯（PIP）和磷脂酰肌醇 4，5-二磷酸酯（PIP2）生成。拟南芥中含有 12 种 PLD、7 种 DGK 和 9 种 PLC。植物非特异性磷脂酶 C（NPC）也能从结构磷脂中生成 DAG。与动物不同，植物有大量的 DAG，但缺乏蛋白激酶 C，这说明了由 DAG 生成的 PA 在信号转导中的重要性。

在植物体内，多种非生物胁迫（包括浸水、缺氧、渗透胁迫和温度变化）会迅速诱导 PA 的产生，其中涉及 PLD 和 DGK 途径。MAMPs 和病原体效应蛋白也会诱导 PA 的短暂飙升。此外，PLDs 和 PLCs 还能调节 PTI 信号转导，从而证明 PA 在植物免疫中的重要性。然而，PA 迸发是如何产生的，在免疫激活时又是如何动态调节的，以及它是如何介导免疫信号转导网络的，这些问题仍然没有答案。

2024年1月19日，国际顶级学术期刊Cell发表了美国密歇根大学/德州农工大学单立波和何平团队的最新相关研究成果，题为Dual phosphorylation of DGK5-mediated PA burst regulates ROS in plant immunity的研究论文。

PA 和 ROS 是介导植物中各种信号转导过程的重要细胞信使。在免疫诱发过程中，PA 的平衡如何受到严格调控并与 ROS 信号交织在一起仍是一个谜。在这篇文章中，科研人员报告拟南芥 DGK5 调控 PTI 和 ETI。PRR 相关激酶 BIK1 会使 DGK5 在 Ser-506 处磷酸化，导致 PA 快速迸发并激活植物免疫，而 PRR 激活的细胞内 MPK4 会使 DGK5 在 Thr-446 处磷酸化，从而抑制 DGK5 的活性和 PA 的产生，导致植物免疫减弱。PA 与 NADPH 氧化酶 RBOHD 结合并使其稳定，从而调节植物 PTI 和 ETI 中 ROS 的产生及其增效作用。科研人员的数据表明，PRR 激活的 BIK1 和 MPK4 对 DGK5 的不同磷酸化平衡了细胞 PA 迸发的平衡，而 PA 迸发调节 ROS 的产生，协调植物免疫的两个分支。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！