周俭民研究组合作发现H2O2调控植物气孔免疫的分子机制

发布时间:2022.10.15     

  活性氧(Reaction Oxygen Species, ROS)作为一类重要的信号分子,在植物的生长、发育、抗病及抗逆等过程中发挥着重要作用。但在很多极端条件下,植物体内积累大量ROS,对细胞中的生物大分子以及其他组分进行氧化,阻碍植物的正常代谢和生长。在漫长的进化过程中,植物体衍生出一套完整的抗氧化系统,清除过量ROS,维持植物健康生长。但是,植物如何感知低浓度的ROS调控生物功能的分子机制知之甚少。 

  在免疫受体感知病原微生物存在时,植物迅速诱导ROS产生,关闭气孔,抑制病原菌入侵。目前,免疫受体调控ROS的产生机制研究较为清楚,但是ROS调控下游免疫信号的分子机制仍不清楚。研究发现硫氧还蛋白过氧化物酶PRXIIB (Peroxiredoxin IIB)作为H2O2 感知蛋白,通过自身的半胱氨酸与H2O2直接反应,形成次磺酸基(S-OH)。氧化后的PRXIIB与底物蛋白ABI2 (ABA insensitive 2)形成分子间二硫键,并通过二硫键交换将氧化信号传递到ABI2,降低ABI2的磷酸酶活性,调控植物气孔免疫。该研究揭示了内源H2O2调控植物免疫的分子机制,为分析H2O2的生物学功能及调控机制的研究提供了重要参考。 

  该项研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民研究组与国家蛋白质中心杨靖研究组合作完成,于20221014日以题为“The cytosolic thiol peroxidase PRXIIB is an intracellular sensor for H2O2 that regulates plant immunity through a redox relay”在Nature Plants杂志发表(DOI:10.1038/s41477-022-01252-5) 

  周俭民研究组毕国志博士(现中国农业大学教授)、胡满博士和国家蛋白质中心付玲博士为文章共同第一作者,周俭民研究员、国家蛋白质中心杨靖研究员和毕国志教授为文章共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院先导培育项目和海南省优秀人才团队项目的支持。 

图:H2O2调控植物气孔免疫的工作模型 

    

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