植物拥有复杂的多层免疫系统，可以感知病原体的信号并启动相应的防御机制。然而，相较于模式植物的研究进展，关于棉花对抗病原菌免疫机制的理解较为有限。近日，中国科学院微生物研究所张杰研究团队在Advanced Science上发表论文，题为Recognition of a fungal effector potentiates pathogen-associated molecular pattern-triggered immunity in cotton。该研究深入探讨了棉花中由效应子引发的免疫反应（ETI）与由病原相关分子模式（PAMPs）引发的免疫反应（PTI）之间的相互协作机制。
研究对象大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）是引起植物黄萎病的一种常见土壤真菌，能够感染包括棉花在内的多种双子叶植物。研究团队利用正向遗传学手段，从大丽轮枝菌中鉴定出了一个能够激发植物防御反应的分泌蛋白——植物防御基因诱导子（VdEPD1）。实验结果显示，当VdEPD1基因缺失时，大丽轮枝菌对植物的侵染能力增强；相反，过量表达VdEPD1基因则会增加棉花中活性氧（ROS）的产生，并诱导细胞死亡。
此外，研究发现棉花内的两个细胞质受体样激酶GbEIR5A和GbEIR5D能够识别VdEPD1，而抑制这两个激酶的表达会显著削弱VdEPD1诱导的细胞死亡现象，这表明GbEIR5A和GbEIR5D在由VdEPD1引发的效应子触发免疫中扮演着关键角色。进一步的研究显示，GbEIR5A和GbEIR5D不仅参与了对VdEPD1的ETI，还参与了对PAMPs的PTI，并且ETI能够增强PTI的效果，揭示了棉花中这两种免疫反应之间存在协同作用。
中国科学院微生物研究所孙丽璠副研究员为论文第一作者，张杰研究员为论文通讯作者。研究获得了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和国家重点研发计划项目的资助。
