New Phytologist | 奋力抗争或拼死一搏：当植物在热胁迫下面对病原菌时
近日，法国国家农业食品与环境研究所（INRAE）（Our future begins now！走进法国国家农业食品与环境研究所(INRAE)）Richard Berthomé课题组在权威期刊New Phytologist发表了题为“Fight hard or die trying: when plants face pathogens under heat stress”的综述论文，回顾了目前关于热依赖性植物免疫机制和病原菌热感过程的知识。
在自然环境中，植物面临着先后或同时发生的生物或非生物胁迫。植物对这些胁迫的反应已被广泛研究，并在涉及单一植物物种面对个别胁迫的简化系统中得到了很好的描述。温度升高是气候变化的一个主要的非生物驱动因素，各种情景预测流行病的数量和严重性会增加。在这种情况下，本文回顾了关于热胁迫对植物-病原菌相互作用的影响的现有数据。考虑到在模型或作物物种上进行的45项研究，本文讨论了植物寄主和病原菌的最佳生长温度、胁迫应用模式和温度变化对抗性调制的可能影响。令人震惊的是，大多数已确定的抗性在温度升高的情况下都发生了改变，无论植物和病原菌种类如何。因此，本文列出了目前关于热依赖性植物免疫机制和病原菌热感过程的知识，主要是在动物和人类病原菌中研究的，这有助于理解温度升高下植物与病原菌相互作用的结果。在概括植物对病原菌反应机制的基础上，结合与生物环境的多种相互作用，提供了优化热胁迫下植物抗病性的建议，并确定了耐热抗性机制。
在其生命周期中，野生和栽培植物必须应对往往同时发生的多种环境制约因素。植物在这些约束条件下的一系列复杂的遗传、分子和生理反应被定义为胁迫。根据诱发因素的性质，可将胁迫分为生物性和非生物性两类。生物胁迫是由其他生物体，如杂草、昆虫、细菌、真菌和病毒引起的，它们可能是有益的(共生相互作用)，也可能是有害的(即竞争性和致病性相互作用)。在第二类中，非生物压力是由非生物因素造成的，如干旱、污染、土壤盐度、非最佳的温度和光照条件或水的变化或养分的供应。由于植物的无柄性，它们适应这些压力的能力至关重要。直到最近，有关植物病害响应的生理、遗传和分子机制的鉴定和研究主要集中在单独施加的胁迫上，而综合胁迫的研究仍然不足。与植物-病原菌-生物因子相互作用相关的研究更是少之又少。总的来说，似乎在植物发生的机制是复杂的，与考虑单个生物或非生物制约因素时涉及的机制完全不同。
图1 温度升高对植物发育、细胞生理和分子信号的影响
图2 温度升高对病原菌的影响
图3 对温度升高和病原菌接种的不同压力模式进行分类
图4 在组合胁迫下增加敏感性或抗性稳定性的情况下，在植物水平上正向和负向调控的主要途径和基因
图5 温度升高干扰植物免疫反应和病原菌毒力的示意图
图6 解释涉及植物免疫反应和病原菌毒力的温度升高依赖性机制的未来前景
图7涉及与可能影响非生物胁迫下植物-病原菌相互作用的其他生物因子的关系的不同生态场景，可以在以后的研究中进行研究