Cell | 瑞士洛桑大学研究揭示植物根部免疫系统如何区别对待病原微生物和有益微生物！

已经鉴定出许多确定的分子模式和相应的受体，并显示出它们能引起一组保守的分子反应。但是，来自共生微生物的相同微生物模式应同样被感知（Cell Host & Microbe | 植物根部采用细胞层特异性程序响应病原微生物和有益微生物！）。这在富含微生物的土壤环境的根部尤其明显，根部的外部细胞层没有与叶子相当的保护性屏障。根部微生物组研究的最新突破引起了人们的兴趣，即了解如何避免非病原性微生物对PRRs的组成型激活，同时保持其防御作用（Science | 重磅研究揭示植物如何区分有益和有害微生物！Science | 重磅！北卡教堂山分校揭示微生物群与根内皮的协调支持植物营养平衡！Nature | 重磅！Jeff Dangl团队揭示微生物组中的单一细菌属维持根的生长）。识别微生物相关分子模式（MAMPs）对于植物的免疫反应至关重要。这种复杂的感知系统如何能够有效地部署在根部，持续暴露于微生物，仍然是一个谜。

2020年，国际顶级学术期刊Cell发表了瑞士洛桑大学Niko Geldner教授课题组的相关研究成果，题为Co-incidence of Damage and Microbial Patterns Controls Localized Immune Responses in Roots。根部需要同时具备微生物分子模式和植物组织损伤，才能启动局部的抗菌免疫反应，揭示了一种既能对病原体做出适当反应，又能放过共生体的有效途径。

在这篇文章中，通过分析拟南芥中细胞分辨率下的MAMP受体表达和响应，科研人员观察到分化的外细胞层显示出模式识别受体（PRRs）的低表达并且缺乏MAMP响应。然而，这些细胞可以被门控以响应邻近细胞的损伤。激光烧蚀小细胞团簇会强烈上调其附近的PRR表达，而受体表达的升高足以在非反应性细胞中诱导反应性。最后，局部损伤也导致对原本非免疫原性的有益细菌的免疫反应。损伤门控被受体过表达所覆盖，从而拮抗了定殖。科研人员的研究结果表明，尽管土壤中存在微生物模式，但细胞损伤可以“开启”局部免疫反应，有助于概念化如何使用MAMP感知。

图1 Flg22诱导的MAMP响应在空间上被限制在拟南芥根中

图2 受限制的细胞损伤会导致根部发生局部MAMP响应

图3 仅凭DAMPs的存在不足以诱导MAMP响应

图4 邻近细胞死亡诱导的局部FLS2表达

图5 内胚层屏障使MAMP响应在已分化的根中分隔

图6 细胞损伤激活了多个模式识别受体的表达

图7 根-细菌相互作用中的损伤对免疫反应的局部门控

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