植物免疫系统通过两层防线抵御病原菌:第一层是模式识别受体介导的免疫(PTI),通过细胞膜上的受体感知病原相关分子模式(PAMPs)激活基础防御;第二层是效应蛋白触发的免疫(ETI),通过胞内抗病蛋白(R蛋白)特异性识别病原菌效应蛋白,激活更强免疫反应。北京生命科学研究所周俭民团队在《细胞宿主与微生物》发表的研究揭示了PTI与ETI在演化上的紧密联系。
研究聚焦于丁香假单胞菌效应蛋白AvrPphB,它是一种半胱氨酸蛋白酶,能切割植物蛋白激酶PBS1,从而激活RPS5介导的ETI。进一步发现,AvrPphB的原始功能是通过降解PBL家族激酶(如BIK1和PBL1)来抑制PTI,这些激酶是PTI信号传导的关键组分。PBS1可能从PBL家族演化而来,成为AvrPphB的诱饵,从而触发ETI。这一机制表明,植物通过演化将病原菌的毒力靶标转化为免疫激活信号,实现了PTI与ETI的整合。
该研究由张杰博士后和李魏技术员完成,合作方包括美国普渡大学团队,受科技部“863计划”和北京市科委资助。密歇根州立大学Brad Day和Sheng Yang He在同期评论中指出,该工作为理解植物免疫演化提供了关键证据。