J EXP BOT | 解开糖码:微生物胞外聚糖在植物与微生物互作中的作用
为了抵御微生物入侵,同时也为了建立共生,植物需要通过感知一整类微生物特有的分子信号来检测微生物的存在(Science | 重磅研究揭示植物如何区分有益和有害微生物!)。在这些分子信号中,胞外糖类代表了一组结构复杂、种类繁多的生物分子,在植物与微生物的分子对话中具有举足轻重的作用。近日,权威期刊Journal of Experimental Botany发表了德国科隆大学Alga Zuccaro课题组(专家点评:我们能否在不损害有益微生物适应力的情况下提高作物对病原菌的抗性?)的最新成果,题为Unraveling the sugar code: the role of microbial extracellular glycans in plant-microbe interactions,这篇综述强调了微生物聚糖和糖共轭物的结构多样性,并展示了它们对植物和微生物之间沟通过程的贡献。
分泌的糖类和糖共轭物,如共生的脂质寡糖或免疫抑制性的环β-葡聚糖,作为微生物的信使,为宿主的定殖做准备。另一方面,微生物细胞表面的糖类是微生物存在的重要指标。它们是通常暴露的保守结构,因此可供植物水解酶和细胞表面受体蛋白访问。虽然在过去的几年里,细菌细胞表面糖共轭物(如脂多糖和肽聚糖)的免疫原性潜力已被深入研究,但对来自丝状微生物,如真菌(分子植物病理学中的十大病原真菌)或卵菌(分子植物病理学中的十大病原卵菌)的细胞表面聚糖的感知在很大程度上仍未被探索。到目前为止,只有很少的研究关注除几丁质以外的真菌衍生的细胞表面糖类的作用,凸显了一个需要解决的知识空白。本综述的目的是对微生物胞外糖类的生物学功能和认知进行概述,主要关注其识别性及其对植物-微生物相互作用的贡献。(点击话题:植物共生微生物和点击话题:植物病原微生物)
图1:微生物细胞表面糖类的示意图