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PNAS | 中科院王二涛团队揭示受体竞争可以区分水稻的共生和免疫信号!

知今 Ad植物微生物 2022-11-03

在自然界中,植物与包括共生菌和病原菌在内的多种微生物生活并相互作用(Science | 重磅!植物和微生物的新途径:与共生微生物和病原微生物的相互作用驱动植物进化!)。因此,必须对共生或病原微生物做出适当的反应Science | 重磅研究揭示植物如何区分有益和有害微生物!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!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!)。为了区别敌人,植物已经进化出各种感受外部微生物的受体。当质膜上的模式识别受体(PRRs)识别与微生物相关的分子模式(MAMPs)时,就会触发植物免疫反应(Cell Host & Microbe | Jeff Dangl团队揭示共生菌群通过MAMP多样性调节植物免疫!Cell Host & Microbe | 背靠背!Jeff Dangl团队揭示拮抗多效性调节植物免疫的机制!)。PRRs包含受体类激酶和受体类蛋白。在植物与共生体的相互作用中,质膜上的受体激酶识别触发共生的信号。几丁质是菌根真菌细胞壁的重要组成部分,也是主要的MAMP,可以激活模式识别受体并触发植物免疫。共生真菌如何抑制MAMP触发的免疫以建立共生关系仍然难以捉摸。在水稻中,受体类激酶OsCERK1参与识别共生和免疫信号。但是,如何通过OsCERK1分辨这些对立的信号仍然是未知的。

近日,国际权威学术期刊PNAS发表了中国科学院植物生理生态研究所王二涛课题组的最新相关研究成果,题为Discriminating symbiosis and immunity signals by receptor competition in rice的研究论文。在这里,王二涛团队的科研人员发现CO4(壳四糖)共生受体OsMYR1不仅可以启动共生信号传导,而且还可以通过消耗受体类激酶OsCERK1来阻止免疫复合物OsCERK1-OsCEBiP的形成,从而抑制水稻免疫力。科研人员提出,水稻中OsCERK1的受体竞争是识别防御和共生信号的转换的基础。

 

在这篇文章中,科研人员发现受体竞争可以区分水稻中的共生和免疫信号。一方面,共生受体OsMYR1及其短长度的壳寡糖配体抑制OsCERK1OsCEBiP之间的复合物形成,并抑制OsCERK1磷酸化下游底物OsGEF1,从而降低了水稻对微生物相关分子模式的敏感性。的确,OsMYR1过表达株系更容易受到稻瘟病菌的侵染,而Osmyr1突变体则表现出更高的抗性。另一方面,OsCEBiP可以结合OsCERK1,从而阻止OsMYR1-OsCERK1异聚体形成。一致地是,Oscebip突变体在侵染的早期显示出较高的菌根定殖率。科研人员的结果表明,OsMYR1OsCEBiP受体竞争OsCERK1,以确定共生和免疫信号的结果。

 

1CO8激活免疫和共生信号,但抑制共生

2CO4促进的共生和CO4抑制的免疫需要OsMYR1

3OsMYR1消耗OsCERK1阻止OsCERK1-CEBiP形成并抑制免疫

4OsMYR1-GFP的过表达降低了植物对根部稻瘟病的抗性

5OsCEBiP-OsCERK1OsMYR1-OsCERK1之间的受体竞争平衡了AM共生和免疫
 
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