继近两年连续发表Cell、Nature后，该团队又在Science发表植物微生物互作领域的突破成果
学术
2024-10-03 15:17
法国
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系统获得性抗性（SAR）是一种植物中的诱导免疫机制，由局部免疫反应触发，并提供对抗广泛范围病原体的持久保护。这一信号现象及其在农业上的潜在应用，即在作物中构建广谱抗病性，已经引起了大量的研究，并发现了在系统组织中新合成的水杨酸（SA）对于SAR是必要的。尽管外源施用SA及其合成类似物已被证明可以在没有病原体的情况下诱导SAR，但局部防御如何诱导系统的SA合成以生物方式诱导SAR仍然是个谜。包括水杨酸甲酯、壬二酸（AzA）、脱氢枞醛（DA）、甘油-3-磷酸（G3P）、N-羟基哌啶酸（NHP）以及胞外烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）eNAD(P)在内的多种化合物已经被鉴定为SAR诱导信号，其中NHP研究最为深入，并且显示与SA协同作用，但它们都没有直接激活系统的SA合成。![]()
2024年9月，国际顶级学术期刊Science发表了杜克大学董欣年团队的最新相关研究成果，题为“H2O2 sulfenylates CHE, linking local infection to the establishment of systemic acquired resistance”的研究论文。这也是该研究团队继2022年发表的Cell和Nature、2023年发表的Nature之后的，又一突破性研究成果。在植物中，局部感染可以通过增加水杨酸（SA）的产生而导致系统获得性抗性（SAR）。多年来，关于启动SAR过程中负责系统性SA合成的移动信号及其直接转换机制的身份一直存在争议。在这篇文章中，董欣年团队研究人员发现在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中，在局部感染后，转录因子CCA1 HIKING EXPEDITION（CHE）保守的半胱氨酸残基在系统组织中经历了巯基化作用，这增强了其与SA合成基因ISOCHORISMATE SYNTHASE1（ICS1）启动子的结合并增加了SA的产量。此外，通过NADPH氧化酶产生的过氧化氢（H₂O₂）以浓度依赖的方式巯基硫醇化CHE。SA的积累以及之前报道的信号分子，如N-羟基哌啶酸（NHP），随后形成信号放大环路来建立SAR。因此，该团队的研究不仅确认了H₂O₂作为主要的移动信号以及H₂O₂介导的CHE-SOH作为诱导系统性SA合成的信号传导机制，而且也符合之前关于局部感染后SAR激活的研究发现。![]()
