Nature Plants | Cyril Zipfel团队揭示植物的初始免疫反应其实是一种普遍的应激反应！

植物受到各种潜在致病生物的挑战，它们的健康取决于其识别并应对众多挑战的能力。这种识别是通过细胞表面定位的模式识别受体（PRR）来部分实现的，该受体识别病原菌相关的分子模式（PAMP）或宿主衍生的损伤相关的分子模式（DAMP），从而导致模式触发的免疫（PTI）（Nature | 重磅！英国塞恩斯伯里实验室Jonathan Jones团队揭示植物细胞表面和细胞内受体共同激活对病原菌的防御！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！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！）。在各种植物物种中已经鉴定出了具有同等同源配体的各种各样的PRR，但是目前尚不清楚植物在多大程度上区分来自不同生物、化学性质不同或被不同PRR类别识别的模式。值得注意的是，虽然一些研究比较了由两种或三种模式共同触发的转录反应（作为动态免疫细胞输出的代理），但这些研究的规模有限或使用了不同的实验条件，这妨碍了有意义的比较。

英国塞恩斯伯里实验室（Science is the lifestyle! 走进英国塞恩斯伯里实验室 (TSL)！）Cyril Zipfel教授(Nature | 英国Sainsbury实验室重磅研究揭示植物气孔免疫机制！Nature Communications | Cyril Zipfel团队揭示拟南芥受体激酶MIK2的免疫机制！)团队、苏黎世大学以及图宾根大学的科研人员合作，探究了拟南芥对细菌、卵菌、真菌或自身受损细胞的七种不同分子模式的反应，其研究结果最近发表在国际顶级学术期刊Nature Plants，题为The transcriptional landscape of Arabidopsis thaliana pattern-triggered immunity。

植物的新陈代谢是根据环境条件定制的，部分是通过识别各种各样的自身和非自身分子来实现的。特别是，细胞表面定位的模式识别受体（PRR）对微生物或植物来源的分子模式的感知会诱导模式触发的免疫力，其中包括大量的转录重编程。越来越多的植物PRR和相应的配体是已知的，但是植物是否将其免疫输出调节为不同生物学来源或不同生化性质的模式仍不清楚。本研究在早期的时间序列中进行了详细的转录组学分析，以研究模式植物拟南芥中特征明确的模式诱导的快速信号转录输出。结果表明，其对多种模式的转录反应（与它们的起源、生化性质或PRR类型无关）非常一致。此外，非模式胁迫也诱导了许多快速并通常被模式上调的基因，这表明对模式的早期转录反应是植物一般胁迫反应（GSR）的一部分。因此，植物细胞的反应主要是针对危险。值得注意的是，GSR的遗传损伤降低了模式诱导的抗菌免疫力，从而证实了这种初始危险反应的生物学意义。重要的是，对模式反应常见和特异的“核心免疫反应”基因的一小部分的定义揭示了以前未表征的谷氨酰胺受体类（GLR）钙渗透性通道在免疫中的功能。因此，这项研究说明了早期免疫转录重编程的一般和独特特性，并揭示了植物免疫的重要组成部分。

这项研究回答了一个基本问题，即植物最初如何应对感知到的威胁。通过揭示一般胁迫反应和特定免疫反应的作用，科学家将有更好的条件来增强植物的固有免疫力，并减少农药在农业中的使用。

图1：快速触发的转录反应在很大程度上是常见的，具有特征动力学

图2：模式触发的转录反应在时间分辨波中起作用，第一波构成对免疫激活很重要的GSR

图3：glr2.7 2.8 2.9三重突变体在模式诱导的Ca离子内流和细菌抗病性方面受到损害

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