华南农业大学“省杰青”团队在Plant Cell发表研究成果,揭示植物免疫信号转导机制方面的最新发现

学术   2024-12-02 22:11  

近期,华南农业大学生命科学学院梁祥修实验室Plant Cell期刊发表了题为“The OXI1 kinase regulates plant immunity by linking microbial pattern-induced ROS burst to MAPK activation”的研究论文。该研究揭示了已知的ROS信号激活蛋白激酶OXI1作为植物免疫受体复合物的新成员,与LYK5和CERK1相互作用。研究指出,在oxi1突变体中,由几丁质诱导的MAPK激活及ROS爆发相较于野生型有所减弱。进一步的研究表明,OXI1能够与识别不同微生物分子模式(MAMPs)的多个免疫受体进行蛋白质互作,且这些MAMPs诱导的MAPK激活在oxi1突变体中显著降低。相应地,oxi1突变体对真菌、细菌以及卵菌病害的抗性也明显下降。

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华南农业大学教授合作在一区top期刊(IF=18.8)发表最新论文

南京农业大学青年研究员以第一作者身份在一区top期刊(IF=10.7)发文揭示新型广谱植物免疫诱抗剂

植物通过其天然免疫系统来检测病原体并启动防御反应。位于细胞表面的免疫受体及其共受体可以共同识别病原体保守的分子模式,如真菌细胞壁成分几丁质,以感知入侵。当免疫受体检测到病原体后,它们会通过下游的关键免疫信号传导组件,例如类受体胞质激酶(RLCKs),触发一系列免疫响应。这些响应包括由NADPH氧化酶RbohD控制的活性氧(ROS)爆发、MAPKKK-MKK-MPK组成的MAPK级联信号通路的激活,以及防卫基因的表达上调。然而,关于免疫受体如何激活并协调这些免疫反应的具体机制仍不完全清楚。

本研究表明,OXI1激酶以依赖于其激酶活性的方式参与植物免疫调节。在免疫受体感知病原体之后,通过RLCK等组分激活ROS爆发。OXI1响应ROS信号,并在其Cys104和Cys205位点发生氧化修饰而被激活。激活后的OXI1通过磷酸化MAPKKK5来激活MAPK信号通路,从而调控下游防卫基因的表达。此外,OXI1还与RbohD存在蛋白互作,并能够磷酸化RbohD,推测这可能有助于增强MAPK信号通路激活的持续时间。这项研究发现了由OXI1介导的连接ROS与MAPK通路之间的免疫路径,深化了我们对植物天然免疫信号传导机制的理解,并为基于植物免疫理论改良植物抗病性的策略提供了指导意义。

OXI1响应ROS信号发生氧化修饰后激活下游MAPK信号通路

华南农业大学生命科学学院梁祥修教授为本文通讯作者,四川农业大学农学院副教授马苗苗、中国农业大学生物学院博士后王攀、中国农业大学植物保护学院博士毕业生陈汝斌(现为中国科学院微生物所博士后)为本文共同第一作者。中国农业大学生物学院毕国志教授为研究做出重要贡献。南京农业大学窦道龙教授、崖州湾国家实验室周俭民研究员、华南农业大学吴鸿教授和白玫教授等人也参与了该研究。该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、双一流学科建设项目的支持。

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