Plant Cell | 福建农林大学唐定中团队研究揭示拟南芥白粉病抗性调控的新机制!
植物已经进化出复杂的先天免疫系统,以抵御周围的病原微生物。在病原体侵染时,细胞表面定位的模式识别受体(PRRs)感知微生物或宿主衍生的保守分子,称为病原体/微生物相关分子模式(PAMPs/MAMPs)或损伤相关分子模式(DAMPs),导致模式触发免疫。特征明确的PAMPs/MAMPs包括细菌鞭毛蛋白的一个保守的N端22氨基酸表位(flg22)和细菌延伸因子Tu的一个乙酰化的N端18氨基酸表位(elf18),它们分别被植物细胞表面定位的PRRs FLS2和EFR识别。LysM-受体激酶CERK1和LYK5在拟南芥中形成几丁质受体复合物,调节抗真菌的免疫力。植物激发子肽(peps)被称为DAMPs,可以激活植物免疫。配体识别迅速诱导汇聚的细胞内信号通路,最终触发植物的基础防御反应,包括从叶绿体中瞬时涌入钙、产生活性氧(ROS)、活丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)级联以及转录诱导一系列防御相关基因。
2022年1月31日,国际权威学术期刊The Plant Cell发表了福建农林大学唐定中团队的最新相关研究成果,题为BRASSINOSTEROID-SIGNALING KINASE1 modulates MAP KINASE15 phosphorylation to confer powdery mildew resistance in Arabidopsis的研究成果。
植物细胞表面定位模式识别受体对PAMP的感知触发了植物先天免疫的第一道防线。在拟南芥中,类受体细胞质激酶BSK1与FLS2物理结合,并在防御多种病原体中发挥重要作用。然而,BSK1如何转导信号以激活下游免疫反应仍然未知。此前,使用质谱法的全基因组磷酸化分析发现,与野生型植物相比,bsk1突变体中丝裂原活化蛋白激酶MPK15的磷酸化受到影响。本研究证明了MPK15对白粉病菌抗性很重要。PAMPs和病原真菌显著诱导 MPK15 Ser-511的磷酸化,这是MPK15在白粉病抗性中发挥关键作用的关键磷酸化位点。BSK1与MPK15物理结合,是病原体诱导的MPK15 Ser-511磷酸化所必需的,这有助于BSK1介导的真菌抗性。总之,本研究结果确定MPK15是植物防御白粉病菌的参与者,并表明BSK1部分通过增强MPK15 Ser-511磷酸化来促进真菌抗性。这些结果揭示了BSK1介导的抗病机制,并为MAPK磷酸化在植物免疫中的作用提供了新的见解。
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