【前沿】作物疫病研究团队发现植物免疫的一个“秘密武器”

2018-09-13来源:植物保护学院作者:张美祥

国际著名期刊《Cell Host & Microbe》(影响因子17.872)近期在线发表了南京农业大学作物疫病研究团队的一项最新研究成果。论文题为“The MAP4 kinase SIK1 ensures robust extracellular ROS burst and anti-bacterial immunity in plants”。植保学院张美祥副教授为第一作者,南京农业大学为第一作者单位,美国加州大学戴维斯分校GittaCoaker教授为通讯作者,该团队的窦道龙教授、中科院遗传与发育研究所周俭民研究员和中科院微生物研究所刘俊研究员等人参与了研究。

为了对抗病原菌入侵,植物在细胞膜上进化出识别病原菌的武器-受体蛋白。这些受体蛋白可以聪明的感受到和识别外界病原菌的入侵,并发动下游一系列保卫战,其中胞外活性氧迸发是一种对抗病原菌入侵的重要防卫反应。拟南芥RBOHD蛋白是负责产生胞外活性氧的关键酶,活性氧迸发需要RBOHD的激活,但是目前对该酶的精细调控机制尚不明确。前人的研究表明,蛋白激酶BIK1在植物抗病中起重要作用,它能在植物感知病原菌后,磷酸化并激活RBOHD来诱导活性氧的迸发。该研究鉴定到一个新的蛋白激酶SIK1,表明它是抗病信号途径中的另外一个关键因子,它能磷酸化并稳定BIK1来促进其活性,也能直接与RBOHD互作,并通过磷酸化来激活其活性。因此,该研究发现SIK1是一个新的植物核心免疫调节因子,并揭示了其激活RBOHD促进活性氧迸发的分子机制。

SIK1调控植物免疫的模式图

有意思的是,SIK1在高等植物中高度保守,表明大田作物也可能采用类似的机制调控自身抗病与免疫反应,该研究拓展了对植物先天免疫调控机制的认识,为后续利用基因编辑技术改造此蛋白提高抗病性奠定了理论和材料基础。


编辑:陈洁 石松

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