Nature Communications | 美国佛罗里达大学王年团队研究揭示免疫介导的植物病害！

植物和动物利用它们的免疫系统来对抗病原体。植物和动物都有先天免疫，而动物也有适应性免疫。植物先天免疫系统由模式触发免疫 (PTI) 和效应因子触发免疫 (ETI) 组成，后者由病原体相关分子模式 (PAMP) 通过细胞表面定位的模式识别受体触发。病原体效应蛋白通过称为核苷酸结合、富含亮氨酸的重复受体（NLR）的细胞内受体触发。然而，一些人类疾病是由免疫反应本身介导的，包括炎症性肠病等自身免疫性疾病，以及各种微生物引起的哮喘、败血症和新型隐球菌引起的隐球菌性脑膜炎等非自身免疫性疾病。已知宿主免疫反应是病原微生物引起的人类疾病的微生物致病因素之外的重要因素，这导致提出了微生物发病机制的损伤-反应框架。植物界尚未报道免疫介导的病害。

2022年1月26日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了美国佛罗里达大学王年团队的最新相关研究成果，题为Citrus Huanglongbing is a pathogen-triggered immune disease that can be mitigated with antioxidants and gibberellin的研究论文。

黄龙病 (HLB) 是柑橘的一种破坏性病害，由韧皮部定殖细菌柑橘黄龙病菌(CLas) 引起。本研究提出HLB是免疫介导病害的证据。结果表明，柑橘的CLas感染会刺激韧皮部组织中的全身性和慢性免疫反应，包括胼胝质沉积、活性氧 (ROS) 如H₂O₂的产生和免疫相关基因的诱导。这种感染还上调了编码产生ROS 的NADPH氧化酶的基因，并下调了抗氧化酶基因，支持CLas引起氧化应激反应。CLas触发的ROS产生位于富含韧皮部的树皮组织中，随后伴随细胞和筛分细胞的全身细胞死亡。NADPH 氧化酶抑制剂二苯碘鎓 (DPI) 对CLas阳性茎中ROS水平的抑制表明NADPH氧化酶有助于CLas触发的ROS产生。为了研究潜在的治疗方法，科研人员发现添加生长激素赤霉素（已知具有免疫调节活性）可上调编码H₂O₂清除酶的基因并下调NADPH氧化酶。此外，用赤霉素或抗氧化物质叶面喷洒受HLB影响的柑橘可降低韧皮部组织中的H₂O₂浓度和细胞死亡，并减轻HLB症状。因此，本研究结果表明HLB是一种免疫介导的病害，可以通过抗氧化物和赤霉素来缓解。

图 1：CLas感染导致柑橘幼叶产生ROS、胼胝质沉积和淀粉积累

图 2：CLas感染的柑橘幼叶的透射电子显微镜 (TEM) 分析

图 3：CLas在C. sinensis的韧皮部组织中诱导ROS产生和细胞死亡

图 4：CLas感染诱导C. sinensis韧皮部组织中的胼胝质沉积、H₂O₂产生和细胞死亡

图 5：ROS导致受CLas感染的柑橘韧皮部组织的细胞死亡

图 6：赤霉素 (GA) 抑制HLB发展

图 7：在1.8 mM H₂O₂存在下，GA和非GA (nGA) 处理的柑橘原生质体细胞之间ROS相关基因的表达谱

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