Nature | 重磅！中科院植生所辛秀芳团队揭示模式识别受体是NLR介导的植物免疫所必需的！

PRRs是具有细胞外配体结合结构域的细胞表面定位受体类激酶和蛋白（RLKs和RLPs），可感知多种微生物的保守分子模式。相比之下，NLRs主要是胞内蛋白，可感测植物细胞内病原体衍生的效应蛋白，并可进一步分为卷曲螺旋（CC）类型、TOLL/白介素-1受体/抗性蛋白（TIR）类型或 RPW8（CCR）类型，取决于它们的N端结构域（Science | 清华大学和马普所重磅研究！植物免疫受体：一个巴掌拍不响！Science | 重磅！加州伯克利研究揭示植物抗病小体ROQ1识别病原菌效应蛋白新机制！Science | 专家点评：植物NLR免疫受体与植物防御反应！Molecular Plant | 王国梁和宁约瑟团队研究揭示NLR介导的水稻抗病新机制）。PRRs和NLRs引发的信号传导会导致下游细胞反应大量重叠，包括防御基因表达、活性氧（ROS）产生和胼胝质沉积，但其发生的机制和潜在信号的性质及细胞表面和细胞内感知系统之间的合作仍不清楚。

2021年3月10日，国际顶级学术期刊Nature发表了中科院上海植物生理生态研究所辛秀芳研究员团队的最新相关研究成果，题为Pattern-recognition receptors are required for NLR-mediated plant immunity的研究论文。

植物免疫系统对于自然生态系统中的植物生存和作物的生产力至关重要。大量证据支持普遍的观点，即植物具有两级先天免疫系统，分别称为模式触发免疫（PTI）和效应因子触发免疫（ETI）。PTI由微生物模式通过细胞表面定位的模式识别受体（PRR）触发，而ETI由病原菌效应蛋白通过主要在细胞内定位的受体NLR激活。PTI和ETI由不同的激活机制引发，并涉及不同的早期信号传导级联。本研究结果显示拟南芥的PRR和PRR共受体突变体-fls2efr cerk1和bak1 bkk1 cerk1三重突变体-在受到不相容的假单胞菌感染时，在ETI反应中受到了明显损害。研究进一步表明，NADPH氧化酶RBOHD产生活性氧是连接PRR和NLR介导的免疫的关键早期信号事件，而受体类细胞质激酶BIK1对于RBOHD的完全激活、基因表达和ETI期间的细菌抗性是必需的。此外，NLR信号迅速增加关键PTI组分的转录本和/或蛋白质水平。本研究支持修订的模型，其中PTI的增强是细菌感染过程中ETI不可或缺的组成部分。这个修订的模型从概念上将植物中的两个主要免疫信号级联在一起，并从机理上解释了PTI和ETI之间下游防御输出中一些长期以来观察到的相似之处。

图1：ETI响应和抗性需要PTI相关的PRR/共受体

图2：AvrRpt2触发的ROS由RBOHD介导，需要PRR/共受体

图3：BIK1是ETI期间RBOHD的磷酸化、免疫基因表达和抗性所必需的

图4：ETI上调PTI途径的关键组成部分

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