Alberto Macho研究组合作发现植物免疫调控新机制

植物免疫关键蛋白表达量过高或者持续激活使植物生长受到抑制，如何精确调控植物免疫反应，保障植物正常生长是植物生物学研究领域的重要问题。

2022年10月31日，国际著名学术期刊EMBO Journal发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心Alberto Macho研究组、英国Sainsbury Laboratory/瑞士苏黎世大学Cyril Zipfel教授实验室合作的题为“The Arabidopsis E3 ubiquitin ligase PUB4 regulates BIK1 and is targeted by a bacterial type-III effector”的研究论文。

为了保障植物在应对病原物侵染时迅速且有效地激活植物免疫反应，整个植物免疫系统处于复杂而且动态的调控网络中，而这些调控网络中的重要组分也成为了植物病原菌的攻击靶标。在植物感知病原物存在情况下，PRR蛋白与共受体蛋白形成免疫复合体并磷酸化下游关键RLCK蛋白BIK1，BIK1进一步磷酸化下游底物，将免疫反应有效传导与执行。BIK1作为重要的免疫调节因子，被植物泛素降解调节系统调控其蛋白含量及磷酸化状态，其中包括Plant U-box类E3泛素连接蛋白。

前期实验发现青枯菌效应子蛋白RipAC抑制植物PTI反应，为进一步解析RipAC抑制PTI反应机制，研究人员利用酵母双杂交筛选到番茄Plant U-box4(PUB4)与RipAC发生互作，进一步利用拟南芥突变体发现PUB4正调控植物多种PTI反应。有意思的是PUB4负调控番茄和拟南芥对青枯菌的抗性。进一步通过IP-MS及coIP等实验发现PUB4与植物PRR蛋白复合体发生互作，并且PUB4调控BIK1蛋白的含量，而这也与RipAC过表达拟南芥中的BIK1含量降低这一表型相对应。通过体外泛素化系统发现，PUB4具有泛素化活性，并且降解非磷酸化状态的BIK1含量，而保持磷酸化激活状态下的BIK1含量。利用parallel reaction monitoring (PRM) LC-MS/MS技术发现RipAC影响PAMP处理后PUB4蛋白含量及磷酸化程度，从而解析青枯菌效应子蛋白RipAC通过操纵PUB4来影响BIK1及植物PTI反应的机制。

青枯菌效应子RipAC通过PUB4和BIK1操纵植物免疫示意图

Alberto Macho研究组博士后余刚及Jose Rufian，与Cyril Zipfel 研究组Maria Derkacheva为文章共同一作，Maria Derkacheva，Cyril Zipfel及Alberto Macho为文章通讯作者。该研究中Alberto Macho研究组工作得到了国家自然科学基金，中科院先导专项，中国博士后基金及PIFI基金等项目的支持。

转自：“iPlants”微信公众号

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