近日，我校生命科學(xué)學(xué)院孟祥宗課題組在New Phytologist上發(fā)表了題為Perception of the pathogen-induced peptide RGF7 by the receptor-like kinases RGI4 and RGI5 triggers innate immunity in Arabidopsis thaliana的研究論文，揭示了擬南芥分泌小肽RGF7及其受體在誘導(dǎo)和放大植物免疫應(yīng)答中的功能及作用機(jī)制。

小肽信號(hào)分子在調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育及免疫應(yīng)答過(guò)程中發(fā)揮重要作用。已有研究表明，小肽分子RGF1（Root Meristem Growth Factor 1）在擬南芥根尖部位特異表達(dá)并被RGI（RGF1 Insensitive）家族類(lèi)受體激酶（RGI1-RGI5）識(shí)別，調(diào)控?cái)M南芥根尖干細(xì)胞發(fā)育(Matsuzaki et al., 2010; Ou et al., 2016)。孟祥宗課題組在該論文中研究發(fā)現(xiàn)，RGF1的同源小肽分子RGF7在擬南芥葉片中受病原菌誘導(dǎo)表達(dá)，但RGF1及其他9個(gè)RGF家族成員則不受病原菌誘導(dǎo)表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，RGF7編碼基因的表達(dá)受到轉(zhuǎn)錄因子WRKY33及其上游絲裂原活化蛋白激酶MPK3/MPK6和鈣依賴(lài)蛋白激酶CPK5/CPK6的正向調(diào)控。在擬南芥轉(zhuǎn)基因植物中誘導(dǎo)表達(dá)RGF7可誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生多種免疫反應(yīng)，并可大幅提高擬南芥對(duì)丁香假單胞菌的抗性。生化和遺傳學(xué)分析表明RGF7小肽被在擬南芥葉片中表達(dá)的RGI家族類(lèi)受體激酶RGI4和RGI5所識(shí)別，而SERK（Somatic Embryogenesis Receptor Kinase）家族類(lèi)受體激酶BAK1和SERK4則作為共受體，與RGI4/RGI5互作并組成受體蛋白復(fù)合物，共同介導(dǎo)RGF7小肽的感應(yīng)。RGI4和RGI5基因的同時(shí)缺失突變導(dǎo)致擬南芥對(duì)丁香假單胞菌抗性的顯著減低；反之，過(guò)表達(dá)RGI4或RGI5基因則可顯著提高擬南芥對(duì)丁香假單胞菌的抗性。這些結(jié)果表明，受病原菌誘導(dǎo)表達(dá)的RGF7小肽是一種新型的植物內(nèi)源免疫誘導(dǎo)子，被RGI4/RGI5-BAK1/SERK4受體蛋白復(fù)合物識(shí)別，進(jìn)而誘導(dǎo)擬南芥免疫應(yīng)答并增強(qiáng)其對(duì)病原菌的抗性。同時(shí)，MPK3/MPK6/CPK5/CPK6-WRKY33信號(hào)傳導(dǎo)模塊則通過(guò)誘導(dǎo)RGF7編碼基因的表達(dá)，形成一個(gè)放大植物免疫應(yīng)答的正反饋通路（圖1）。

上海師范大學(xué)和上海大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生王曉洋為該論文的第一作者，孟祥宗教授為通訊作者。蘭州大學(xué)黎家教授為該研究提供了幫助。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

（供稿、圖片：生命與科學(xué)學(xué)院）

擬南芥RGF7小肽誘導(dǎo)和放大植物免疫應(yīng)答的分子機(jī)制

參考文獻(xiàn)

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Matsuzaki Y, Ogawa-Ohnishi M, Mori A, Matsubayashi Y. 2010. Secreted peptide

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