Plant Cell | 美国德州农工大学单立波团队揭示棉花防御病原菌的新机制

植物类受体激酶（RLKs）是应对病原菌侵染的重要角色。由Verticillium dahliae(Vd)和Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum (Fov)引起的黄萎病和枯萎病分别是棉花中最具破坏性的病害之一（分子植物病理学中的十大病原真菌；ISME | 最新研究揭示根际保护性微生物的富集有利于抑制番茄枯萎病！）。

2020年10月9日，权威期刊Plant Cell发表了美国德州农工大学（Texas A&M University）单立波教授团队（4个月连发Nature、Nature Plants | 德州农工大学单立波和何平团队在植物免疫领域取得重要突破！Nature | 单立波/何平教授团队揭示植物免疫调控新机制）的最新相关研究成果，题为The Cotton Wall-associated Kinase GhWAK7A Mediates Responses to Fungal Wilt Pathogens by Complexing with the Chitin Sensory Receptors的研究论文。

为了了解棉花对这些土壤传播的病原真菌的反应，该团队的科研人员对不同的RLKs进行了全基因组计算机模拟和功能筛选，以确定它们参与了棉花枯萎病。科研人员鉴定到了GhWAK7A，一种壁相关的激酶，可以正向调节棉花对Vd和Fov侵染的反应。几丁质是真菌细胞壁的主要成分，被含有赖氨酸基序的RLKs（LYKs / CERK1）所感知，从而激活了针对病原真菌的植物防御。棉花中存在保守的几丁质传感和信号系统，包括几丁质诱导的GhLYK5-GhCERK1二聚化和磷酸化，该系统对于棉花对Vd和Fov感染的反应非常重要。重要的是，GhWAK7A与GhLYK5和GhCERK1直接相互作用，并促进几丁质诱导的GhLYK5-GhCERK1二聚化。GhWAK7A可使GhLYK5磷酸化，而GhLYK5本身没有激酶活性，但需要磷酸化才能发挥其功能。因此，GhWAK7A在几丁质诱导的反应中起着至关重要的作用。因此，科研人员的数据揭示了GhWAK7A是棉花通过调节几丁质受体复合物而对枯萎病原真菌反应的重要组成部分。

图1.棉花中WAK家族蛋白的鉴定和系统发育分析

图2.GhWAK7A参与棉花对枯萎病菌的防御反应

图3.GhWAK7A参与棉花的几丁质引发的免疫反应

图4.拟南芥LYKs介导对枯萎病菌的抗性及系统发育分析

图5.沉默GhCERK1或GhLYK5会增加棉花对枯萎病菌的敏感性

图6.GhCERK1和GhLYK5对棉花的几丁质感知至关重要

图7.GhWAK7A与GhCERK1和GhLYK5相互作用

图8.GhWAK7A对GhLYK5的磷酸化对于几丁质引发的GhCERK1和GhLYK5的关联很重要

图9.GhWAK7A介导的几丁质信号在棉花防御病原菌中的拟制模型

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