细菌RLs激活植物免疫的两种机制 [复制链接]

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王一

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植物先天免疫反应是复杂的生命活动，对于植物的健康生长至关重要。病原菌来源的非自我识别入侵模式（Non-self-recognitionInvasionPattern）通过与宿主植物质膜上的受体激酶（RKs）或类受体蛋白（RLPs）等模式识别受体（PRRs）相互识别刺激免疫信号的启动和传导。PRRs被激活后能够招募其他受体激酶或类受体激酶，伴随着胞外活性氧（ROS）爆发、质膜上离子通量变化（如Ca2+）、胞内MAPKs等激酶活性激活等，将免疫激活信号向下游传递。与此同时，多种植物激素广泛参与到植物与病原体的互作，包括水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、乙烯（ET）、脱落酸（ABA）、油菜素内酯（BR）等。

鼠李糖脂（Rhamnolipids，RLs）是假单胞菌或伯克氏菌等产生的两亲性代谢产物，具备一般表面活性剂的特征，主要由鼠李糖（L-rhamnose）和3-（3-hydroxyalkanolipids）alkanoicacid(HAA)前体产生；其亲水基团由1~2个分子的鼠李糖环构成，疏水基团由1~2分子具有不同碳链长度的饱和或不饱和脂肪酸构成。RLs可以改变细菌细胞表面的疏水性，对病菌的传播及生物膜形成非常重要。在植物中已有报道证明RLs参与了植物的免疫和抗性。然而，RLs参与激活宿主免疫的分子机制尚不清晰。

近日，法国兰斯大学StéphanDorey与加拿大国家科学研究所EricDéziel以及德国慕尼黑工业大学StefanieRanf等团队合作在PNAS杂志发表了题为Bacterialrhamnolipidsandtheir3-hydroxyalkanoateprecursorsactivateArabidopsisinnateimmunitythroughtwoindependentmechanisms的研究论文，揭示了细菌鼠李糖脂通过两种不同的途径激活植物免疫的机制。

本研究中，研究人员首先通过高效液相色谱（HPLC）-串联质谱（MS/MS）分析，鉴定出丁香假单胞菌含有的鼠李糖脂RLs，经过免疫信号相关测定和遗传分析，确定RLs可以诱导拟南芥中免疫相关的抗病信号传导，并且发现该途径依赖于球茎型凝集素激酶LORE。进一步分析RLs参与植物感知过程中的Ca2+信号、ROS产生、MAPK激活等活动，结果显示RLs合成前体HAAs可以激活典型的PTI相关免疫反应（早期ROS积累），并且促进了植物对病菌的抗性；同时RLs也可以触发非典型的免疫反应（后期ROS积累）和对假单胞菌侵染的抵抗，此过程虽然不依赖LORE，但是受到质膜上鞘脂组成的影响。

拟南芥HAA和鼠李糖脂感知和整合免疫应答的两种机制

综上所述，本研究首次揭示了鼠李糖脂及其前体激活植物免疫的分子机制，同时说明了植物可以同时感知细菌细胞表面分子及其直接前体，从而触发不同的免疫反应的现象。对于深入理解植物免疫过程有重要的理论价值，有利于推动鼠李糖脂在农业领域的进一步应用。

参考文献：

S.Ranf,Sensingofmolecularpatternsthroughcellsurfaceimmunereceptors.Curr.Opin.PlantBiol.38,68–77().

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J.Bigeard,J.Col