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南京信帆生物:植物免疫機制研究新進展

時間:2016/6/3閱讀:1206
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植物利用多個層次的抗病反應抵抗病原菌的入侵,包括表面受體激活的抗性(PTI)和胞內(nèi)免疫受體激活的抗性(ETI)。內(nèi)吞作用可將表面受體運輸?shù)桨麅?nèi)進行降解和循環(huán)利用,在PTI反應中發(fā)揮重要作用。研究表明網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞作用是植物主要的內(nèi)吞方式,然而植物如何調(diào)控內(nèi)吞作用以及內(nèi)吞如何參與先天免疫反應并不清楚。

遺傳與發(fā)育生物學研究所唐定中課題組利用擬南芥與baifen菌互作的研究體系,通過生化、遺傳學和細胞學手段,克隆了擬南芥EDR4基因,解析了EDR4參與植物免疫的分子機制。通過突變體篩選,發(fā)現(xiàn)EDR4功能缺失導致植物baifen病抗性增強,抗性相關基因激活,水楊酸高度積累。精細的亞細胞定位結(jié)果表明EDR4蛋白定位于細胞質(zhì)膜、早胞體/反式高爾基體、高爾基體和晚胞體,并在胞內(nèi)不斷發(fā)生動態(tài)變化。遺傳學分析表明EDR4與負調(diào)控MAPK級聯(lián)信號通路的EDR1處于相同的遺傳通路中,edr4突變體的抗性表型也依賴于水楊酸信號通路及MAPK級聯(lián)信號通路。細胞生物學分析發(fā)現(xiàn)EDR1和EDR4在葉表皮細胞baifen菌侵入處發(fā)生聚集,并且EDR1和EDR4蛋白直接互作;此外,EDR4 還與介導內(nèi)吞的網(wǎng)格蛋白重鏈亞基CHC2互作,而EDR4和CHC2的功能缺失均影響EDR1在baifen菌侵染處聚集。與CHC2類似,EDR4功能缺失使植物內(nèi)吞作用出現(xiàn)缺陷。這項工作揭示了EDR4調(diào)控植物抗病反應的作用機制,暗示EDR4可能作為銜接蛋白與網(wǎng)格蛋白形成復合體參與內(nèi)吞作用,而EDR1可能是EDR4介導的內(nèi)吞作用所運輸?shù)呢浳铩DR4通過調(diào)控EDR1的亞細胞定位影響植物的先天免疫反應。這項工作揭示了植物內(nèi)吞參與先天免疫反應的機制,對于人們深入理解植物與病原菌互作的分子機理具有重要意義。

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