植物區(qū)分共生與免疫信號的分子機制

【資料簡介】

 

 

 

中國分子植物科學創(chuàng)新中心研究員王二濤課題組題研究揭示了植物識別并區(qū)分共生真菌與病原真菌信號分子的機制，為全面理解植物與菌根真菌共生過程中的免疫抑制提供了新視角。

 

菌根共生是自然界泛的共生，控制生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)。在菌根共生中，植物把光合作用產(chǎn)物-碳源主要以脂肪酸的形式傳遞給菌根真菌，固定在土壤（Jiang et al.， 2017 Science）；植物通過菌根真菌高效率從土壤獲取磷、氮等營養(yǎng)（Wang et al.， 2014 Plant Cell； Wang et al.， 2017 Molecular Plant）。菌根共生的建立依賴菌根因子受體OsMYR1-OsCERK1識別菌根因子（Zhang et al.， 2015 Plant Journal； He et al.， 2019 Molecular Plant），并激活菌根因子信號通路（Yu et al.， 2014 Cell Research； Jin et al.， 2016 Nature Communications； Jiang et al.， 2018 Molecular Plant）。自然界中，除了互惠互利的共生菌，還存在大量的病原菌。植物如何區(qū)分共生或病原微生物，是驅(qū)動該領(lǐng)域研究的核心問題之一。

 

該研究發(fā)現(xiàn)，水稻共生受體和免疫受體之間的競爭區(qū)分共生和免疫信號。一方面，菌根因子共生受體OsMYR1及其配體CO4抑制OsCERK1與OsCEBiP形成免疫受體復合物，削弱了病原菌特征分子引起的免疫反應。遺傳上，OsMYR1過表達植株對稻瘟病菌更敏感，而Osmyr1突變體表現(xiàn)出更高的抗性。另一方面，OsCEBiP可以結(jié)合OsCERK1，抑制OsMYR1-OsCERK1共生受體復合體的形成。Oscebip突變體在菌根共生早期表現(xiàn)出較高的菌根真菌侵染率。這些研究表明，OsMYR1和OsCEBiP兩個受體競爭結(jié)合OsCERK1，從而決定了共生和免疫信號的特異輸出