PNAS | 研究揭示​植物感知细菌分子及其前体以触发不同的免疫反应！

植物先天免疫激活依赖于检测植物细胞感知的入侵模式 (IP) 。非自我识别IP包括整类微生物的基本成分，例如鞭毛蛋白片段、肽聚糖、来自细菌的mc-3-OH-FAs或几丁质片段，以及分别来自真菌和卵菌的β-葡聚糖。质外体IP由作为模式识别受体（PRR）发挥作用的植物质膜定位受体激酶（RK）或受体样蛋白（RLP）感知。免疫反应的激活需要PRR募集调节受体激酶和受体样细胞质激酶（RLCK)。模式触发免疫（PTI）的早期细胞免疫信号包括质膜上的离子通量变化、胞质 Ca²⁺水平升高、细胞外活性氧（ROS）的产生以及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和Ca²⁺依赖性蛋白激酶。植物激素的生物合成和移动，包括水杨酸、茉莉酸、乙烯、脱落酸和油菜素类固醇，最终调节植物对植物病原体的抗性。

2021年9月24日，国际权威学术期刊PNAS发表了法国兰斯大学Stéphan Dorey和德国慕尼黑工业大学Stefanie Ranf以及加拿大国立科学研究院Eric Déziel团队的最新相关研究成果，题为Bacterial rhamnolipids and their 3-hydroxyalkanoate precursors activate Arabidopsis innate immunity through two independent mechanisms的研究论文。

植物先天免疫在植物细胞表面免疫受体感知入侵模式分子后被激活。假单胞菌属和伯克霍尔德菌属的几种细菌从L-鼠李糖和 (R)-3-羟基链烷酸酯前体 (HAA) 产生鼠李糖脂（RL)。RL和HAA的分泌能够调节细菌表面运动、生物膜发育，从而成功定殖宿主。本研究探究了病原铜绿假单胞菌的脂质分泌组，主要包含RL和HAA，可刺激拟南芥免疫。结果证明HAA被灯泡型凝集素受体激酶 LIPOOLIGOSACCHARIDE-Specific REDUCED ELICITATION/S-DOMAIN-1-29 (LORE/SD1-29) 感知，它也在拟南芥中介导中链3-羟基脂肪酸 (mc-3 -OH-FA) 感知。HAA感应诱导典型的免疫信号传导和对植物病原假单胞菌侵染的局部抗性。相比之下，RLs会触发非典型的免疫反应和对假单胞菌侵染的抵抗，而与LORE无关。因此，RLs的糖基部分虽然消除了LORE的感知，但不会损害它们触发植物防御的能力。此外，结果表明，由RLs触发的免疫反应受质膜鞘脂组成的影响。总之，细菌释放的RL及其前体都可以被植物感知，但通过不同的机制。

图 1. RLsec激活拟南芥中LORE依赖的早期免疫相关反应

图 2. RLsec激活拟南芥中的LORE独立反应

图 3. 来自铜绿假单胞菌的纯化HAA在拟南芥中触发LORE依赖性免疫反应

图 4. 合成HAA在拟南芥中触发LORE依赖性免疫反应

图 5. 纯化的RLs触发不依赖LORE的拟南芥免疫反应

图 6. RL感知受质膜鞘脂组成的影响

图 7. 拟南芥中HAA和鼠李糖脂感知机制和综合免疫反应的拟模型

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