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Plant Cell | 牛津大学阐述植物病原菌和共生菌避免细胞表面受体识别的九种胞外策略!

知今 Ad植物微生物 2022-11-03

植物是许多生物丰富的营养来源。它们的根和气生系统暴露于各种微生物,包括细菌、真菌和卵菌。这些微生物中的一些是植物病原菌,会对植物的健康造成不利影响,而共生微生物则可以促进植物的生长,例如根瘤菌和丛枝菌根真菌。当微生物进入植物组织内的细胞外空间(质外体),它们与携带表面受体的宿主细胞相互作用,该表面受体识别保守分子,通常称为微生物相关分子模式(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!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!MAMPs是微生物生物学必不可少的蛋白质或聚糖片段,在宿主植物中不存在。实例是细菌的鞭毛蛋白和肽聚糖(PGN)片段以及真菌和卵菌的几丁质和β-葡聚糖片段。这些MAMPs在宿主细胞表面被模式识别受体(PRRs)识别。PRRs是跨膜受体类激酶(RLKs)或受体类蛋白(RLPs),通常带有细胞外富亮氨酸重复(LRR)或赖氨酸基序(LysM)域,以赋予MAMP识别能力。PRR激活会触发一系列免疫反应,从而导致模式触发的免疫(PTI),并防止非适应性微生物定殖。重要的是,许多MAMP需要先从其前体中水解释放,然后才能被PRRs感知。例如,从前体中水解释放对于识别鞭毛蛋白和延伸因子热不稳定(EF-Tu)以及识别几丁质和β-葡聚糖是必需的。为了定殖植物,适应性病原菌和共生菌采取了避免免疫系统识别的策略(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!PNAS | 北卡教堂山分校Jeff Dangl团队揭示共生细菌群落对根部免疫系统的特异性调节!)。在宿主细胞内部起作用的许多效应蛋白会干扰PRRs下游的信号传导。

近日,国际权威学术期刊Plant Cell发表了英国牛津大学Renier A. L. van der Hoorn教授团队题为Defeated by the nines: nine extracellular strategies to avoid MAMP recognition in plants的综述论文。



本综述讨论并阐明了植物病原菌和共生菌用来避免细胞表面受体识别的九种细胞外策略。细胞表面受体对微生物相关分子模式(MAMPs)的识别在宿主-微生物相互作用中至关重要。病原菌和共生菌都使用复杂的细胞外策略来避免识别,从而建立植物与微生物的相互作用。本综述区分了九种不同的细胞外策略,以避免在三个不同级别上被宿主识别。为了避免MAMP前体的积累(第1),微生物会利用MAMP蛋白和聚糖中的多态性,或下调MAMP的产生。为了减少水解MAMP的释放(第2级),微生物用蛋白或聚糖保护MAMP前体,并抑制或降解宿主衍生的水解酶。为了直接防止MAMP感知(第3级),微生物在被感知之前会降解或隔离MAMP。本文讨论了这九种策略的示例,并设想了另外三种细胞外策略,以避免植物中的MAMP感知。


图1. 规避植物中细胞外识别的九种已知策略和三种可能策略


图2. 避免MAMP累积的三种机制(级别1)


图3. 避免水解MAMP释放的四种机制(级别2)


图4. 防止MAMP感知的两种机制(级别3)


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