唐定中实验室在植物先天免疫机制研究中取得新进展
发布时间:2013.04.02
植物为了抵御病原菌的入侵,在长期的进化中,形成了十分复杂的免疫系统, 包括基础抗性和抗病基因介导的抗性两个层次。基础抗性属于第一层次的植物天然免疫,通常由植物表面的受体(PRRs)对病原相关分子模式(PAMPs)进行识别后引发,具有相对广谱、稳定和持久的特点。病原相关分子模式是许多病原菌普遍具有的,在进化上比较保守,如细菌鞭毛蛋白。而受体蛋白激酶FLS2可感受细菌鞭毛蛋白,激活植物先天免疫反应,然而,植物如何调控先天免疫反应还不清楚。通过遗传学的方法,我们克隆了拟南芥胞质型激酶(RLCK)BSK1,发现BSK1是植物抗病反应的正调控因子,参与白粉病抗性。我们的研究发现BSK1参与对多种植物病原菌的抗病反应,如假单胞杆菌及霜霉菌等。BSK1不仅参与基础抗性,同时还参与R基因介导的抗性。我们进一步的研究发现,BSK1能与PAMP受体FLS2形成复合体,调控FLS2介导的先天免疫反应。十分有趣的是,先前的研究发现BSK1与油菜素甾醇的受体BRI1互作,是BRI1的磷酸化底物。BRI1通过感受油菜素甾醇激素,磷酸化BSK1蛋白,激活油菜素甾醇信号通路,控制植物生长发育过程。我们对BSK1的生化特性进行了研究,发现BSK1具有体外激酶活性,而且激酶活性是BSK1抗病功能所必需的。然而,我们发现BSK1的BRI1磷酸化位点突变并不影响其抗病的功能,表明BSK1可分别调控甾醇信号转导和植物抗病反应,即这两种功能可能可以区分。这些结果为深入了解植物激素与抗病信号通路的互作,以及生长发育与植物抗病之间的交互应答(cross-talk)提供了新的线索和理论依据。该研究结果于2013年3月26日在The Plant Cell上在线发表(DOI:10.1105/tpc.112.107904)。唐定中研究组的在读博士生时华为该论文第一作者。该研究得到科技部、国家自然科学基金委以及转基因专项的资助。