Nature Communications | 利用土传病原菌介导植物转化新策略！

土传植物病原菌根癌农杆菌通过IV型分泌系统（T4SS）将其DNA（转移DNA；T-DNA）和毒力蛋白转移到宿主细胞中，引起各种双子叶植物的冠瘿瘤。将T-DNA从农杆菌转移到植物上的能力已被广泛采用，以产生表达感兴趣基因的转基因植物，用于研究目的或商业应用。然而，转基因植物的产生有几个缺点，包括一些植物物种/品种的转化效率低。植物对农杆菌的防御反应极大地促进了抗逆性的产生。

植物对微生物感染的主动防御依赖于由几层微生物识别引发的先天免疫反应。第一层涉及通过模式识别受体 (PRR) 感知称为病原体相关分子模式(PAMP) 的保守微生物分子，从而导致 PAMP 触发的免疫(PTI)，这通常足以防止病原体生长。拟南芥PRR EF-TU受体(EFR) 对最丰富的根癌农杆菌蛋白PAMP延伸因子热不稳定(EF-TU)6 的感知激活了一组信号事件和防御反应，从而减少了农杆菌介导的植物转化（AMT）。拟南芥efr突变体对AMT7更敏感。因此，降低或抑制植物基础免疫不仅对于病原体成功引起病害至关重要，而且有助于AMT。

2022年5月11日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了美国诺贝研究所Kirankumar Mysore教授团队（Cell Reports | 美国诺贝研究所研究揭示硫氧还蛋白调控植物抗病性和耐热性新机制！）的最新相关研究成果，题为Agrobacterium expressing a type III secretion system delivers Pseudomonas effectors into plant cells to enhance transformation的研究论文。

农杆菌介导的植物转化（AMT）是现代植物生物技术的基础。该技术的一个主要缺点是许多植物物种/品种对农杆菌感染的抵抗力，这很可能是由引发植物防御反应引起的。本研究开发了一种策略来增加AMT，即通过改造根癌农杆菌来表达来自丁香假单胞菌的III型分泌系统(T3SS)，并单独传递丁香假单胞菌效应蛋白AvrPto、AvrPtoB或HopAO1以抑制宿主防御反应。使用工程化农杆菌证明小麦、苜蓿和柳枝稷的AMT增加了约250%–400%。结果还表明，表达T3SS的工程化农杆菌可以提供植物蛋白组蛋白H2A-1，以增强AMT。该策略对于难处理的植物物种/品种的瞬时和稳定转化以及以非转基因方式将蛋白质传递到植物细胞中的基础研究和农业生物技术具有重要意义。

图 ：在根癌农杆菌中表达的III型假单胞菌分泌系统可以将T3E传递给植物细胞

图 ：表达T3SS和AvrP的工程化农杆菌菌株可提高拟南芥的瞬时和稳定转化效率

图 ：表达T3SS和AvrP的工程化农杆菌菌株可提高本氏烟草的瞬时和稳定转化效率

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