Cell Host & Microbe | 杜克大学研究揭示有益细菌与植物免疫系统的互作机制!
尽管植物的根在周围的土壤中遇到了大量的微生物,但在根际,植物对其细菌定殖者施加了选择力。植物用来识别和应对细菌和其他生物的一个早期过滤器是其免疫系统,它利用受体来识别称为MAMPs(微生物相关分子模式)的细菌分子。这些分子包括鞭毛、肽聚糖、细菌延伸因子TU等等。识别这些分子会导致一连串的分子事件。这一反应的最早阶段包括钙离子的外流和活性氧(ROS)的迸发。随后是磷酸化事件,导致免疫相关基因的诱导。植物免疫系统的识别和激活在病原菌的背景下已被广泛地描述。然而,MAMP受体可以识别所有细菌中的分子,有益的细菌可以诱导出与致病性细菌类似的免疫反应。免疫系统对健康根系微生物组的影响,以及有益细菌如何对植物免疫系统作出反应,是一个活跃的研究领域,还有很多东西有待了解。
2021年10月4日,国际权威学术期刊Cell Host & Microbe发表了美国杜克大学Philip Benfey(PNAS | 隐藏的“根之舞“!杜克大学研究揭示植物根部回旋生长的机制和功能!)团队的最新相关研究成果,题为Plant immune system activation is necessary for efficient root colonization by auxin-secreting beneficial bacteria的研究论文。北卡罗来纳大学教堂山分校Jeffery Dangl(一年内两篇Science一篇Nature!北卡教堂山分校Dangl团队在植物免疫和微生物组领域取得重大突破!近5年50篇高水平文章!Jeff Dangl院士团队在植物微生物互作领域取得重大进展!)为论文的共同作者。
在这篇文章中,为了更好地了解这一过程,科研人员研究了产生生长素的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)FZB42与拟南芥根的相互作用,发现植物免疫系统的激活对于有效的细菌定殖和生长素分泌是必要的。一个反馈回路被建立起来,其中细菌定殖引发了免疫反应和活性氧的产生,这反过来又刺激了细菌的生长素生产。生长素促进细菌的生存和有效的根部定殖,使细菌能够抑制真菌侵染并促进植物健康。因此,细菌和植物免疫系统之间的反馈回路促进了互作双方的健康。
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