PNAS | 法国图卢兹大学研究揭示分散的免疫网络提供了植物定量抗病的稳健性！

对植物免疫反应的分子研究主要集中在定性抗病性上，这是一种由少数大效应基因决定的免疫形式。相比之下，数量抗病性（QDR）代表自然种群和农作物中抗性的主要形式。令人惊讶的是，在这种形式的植物免疫基础上的信号传导机制的生物分子网络存在非常有限的信息。信息的缺乏可能是由于其复杂和定量的性质。

法国图卢兹大学CNRS研究所在权威期刊PNAS上发表了题为Robustness of plant quantitative disease resistance is provided by a decentralized immune network的相关研究论文。

在这篇文章中，科研人员使用了包括基因组学，网络重建和突变分析在内的综合方法来识别和验证控制拟南芥中响应细菌病原体Xanthomonas campestris的QDR分子网络。为了应对这一挑战，科研人员首先进行了针对侵染早期阶段的转录组学分析，并使用了调控RKS1表达的转基因品系，RKS1是一种表达QTL的基因，赋予了对X.campestris定量和广谱抗性。已显示依赖RKS1的基因表达涉及多种细胞活动（信号传导，转运和代谢过程），主要不同于效应蛋白触发的免疫（ETI）和病原体相关的分子模式（PAMP）触发的免疫（PTI）反应，这些反应已经在拟南芥中得到了体现。蛋白质-蛋白质相互作用网络的重组随后揭示了高度互连和依赖RKS1的分布式网络，由五个基因模块组成。最后，属于该网络不同功能模块的41个基因的敲除突变体显示76％的基因和所有基因模块部分参与RKS1介导的抗性。但是，这些功能模块对遗传突变表现出不同的鲁棒性，表明在QDR网络的分散结构内，某些模块比其他模块更具弹性。总之，科研人员的工作揭示了QDR的复杂性，并提供了对QDR免疫网络的全面理解。

图1. X.campestris pv.campestris接种后，在RKS1减低的转基因品系中进行全基因表达分析，发现了268个差异表达的基因

图2. 268个差异表达基因（DEGs）的聚类和基因本体分析揭示了多个基因功能模块

图3. 蛋白质-蛋白质相互作用网络重构揭示了一个高度相互连接和分布的RKS1依赖性网络

图4. RKS1蛋白-蛋白相互作用网络各组分的表达谱和功能

图5. 通过对应于一些网络组件的突变体的表型特征评价RKS1依赖性网络的鲁棒性

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