Science Advance | 何祖华团队研究揭示植物的维管免疫机制！

植物维管系统对植物生长和发育至关重要的。一些病原体侵入植物的维管系统，引起严重的病害症状，并使作物产量大幅下降。维管系统病原体包括导致水稻细菌性枯萎病的水稻黄单胞菌(Xoo)、导致十字花科植物黑腐病的野油菜黄单胞菌(Xcc)、导致细菌性枯萎的青枯病菌和导致棉花枯萎的大丽轮枝菌。这些病原体可以通过伤口、叶水孔或根部感染植物，然后它们在木质部维管中繁殖并堵塞，导致系统传播、组织损伤和植物死亡。然而，目前对植物-病原体相互作用的理解主要依赖于对感染叶组织的病原体或对具有不同生活方式的多种病原体的广谱抗病性的研究。尽管维管病原体对农业有影响，但人们对植物维管免疫的生物化学和分子机制了解甚少。与其他免疫反应相比，我们对针对维管内病原体的植物防御系统的了解仍然有限。

2022年3月9日，国际权威学术期刊Science Advance发表了上海科技大学/中科院分子植物科学卓越创新中心何祖华教授（Nature | 何祖华团队揭示植物免疫受体促进防御代谢物产生并协调广谱抗性的机制！Nature Genetics | 何祖华/栾升/唐威华团队揭示谷粒灌浆过程中磷的动态平衡机制！）团队的最新相关研究成果，题为An MKP-MAPK protein phosphorylation cascade controls vascular immunity in plants的研究论文。

全球农作物产量因维管病害而大大减少。这些病害包括水稻的细菌性枯萎病和十字花科的黑腐病，这些病害是由Xoo和Xcc引起的。激活维管对此类病原体防御的分子机制仍然没有得到充分的探索。本研究表明，拟南芥MAPK磷酸酶1（MKP1）突变体对适应性病原体Xcc的宿主易感性增加，对水稻病原体Xoo的非宿主抗性受到影响。MKP1调节MAPK介导的转录因子MYB4的磷酸化，MYB4通过抑制木质素的生物合成来负向调节维管木质化。因此，诱导木质素的生物合成是维管特异性免疫的一个重要部分。MKP-MAPK-MYB信号在木质素生物合成和维管对Xoo的抵抗中的作用在水稻中是保守的，表明这些因素形成了一个组织特异性防御调控网络。本研究很可能揭示了一个主要的维管免疫机制，它是植物对病原细菌的组织特异性抗病的基础。

图 . MKP1 突变体降低了维管对Xoo和Xcc的抵抗力

图 . MPK3磷酸化MYB4以调节木质素的生物合成

图 . MKP-MPK蛋白磷酸化级联在植物维管防御中的功能模型

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