植物天然免疫控制机理研究获进展

<正>病原微生物效应蛋白引发的免疫(effector triggered immunity ETI)是植物天然免疫的重要组成部分,在ETI反应中,植物通过胞内免疫受体特异性地识别病原物分泌的效应蛋白进而激活下游的抗性反应,但免疫受体的活性调控机理仍不清楚。拟南芥的抗性蛋白RPM1是重要的细胞内免疫受体,RPM1特异性地介导对效应蛋白Avr B的识别,这种识别是通过对RPM1-互作蛋白RIN4的Thr166磷酸化介导的。目前的模型认为,该位点磷酸化直接被RPM1所识别,触发免     

科学家发现miRNA和效应蛋白在植物与病原微生物战役中的新功能

正与人类一样,植物在生长发育过程中也会受到各种病原微生物的侵袭,且在长期进化中形成了复杂的防御体系,而病原微生物也发展出对抗寄主抗性的多种多样的策略。近日,中国科学院生物互作卓越创新中心研究员郭惠珊团队发现mi RNA和效应蛋白在植物与病原微生物战役中调控免疫和抑制免疫的新功能,并详细解析了它们的作用机制。"生长与防御的权衡"是植物协调生长与抗逆的平衡。在植物的免疫机制中,免疫受体R蛋白识别病原效应蛋白诱发的免疫反应和小分子RNA(si RNA/mi RNA)介导的RNA沉默是两种重要的防御途径。没有病原侵染时,如     

科技与产品

<正>中国科学院在植物抗病机制研究中取得进展植物在长期的进化过程中,形成了多个层次的免疫反应,包括细胞表面受体激活的免疫反应和胞内免疫受体激活的免疫反应。最近研究表明植物囊泡运输,如内吞和胞吐在植物先天免疫反应中发挥重要作用。尽管研究发现植物表面免疫受体的激活需要内吞作用,然而,植物如何调控内吞和胞吐过程并不清楚。中国科学院遗传与发育生物学研究所唐定中课题组利用拟南芥与白粉菌互作的研究体系,通过生理、生化及遗传学的手段,解析了胞吐复合体成员     

抗稻瘟病新基因被克隆

<正>近日,《细胞研究》在线发表中国工程院院士万建民团队有关水稻抗稻瘟病分子机制的最新进展。他们克隆了调控水稻先天免疫的新基因Os CNGC9,并对其影响水稻苗期稻瘟病抗性的分子机制进行了深入研究。植物主要依靠自身的免疫系统抵御病原的入侵。在模式触发的免疫反应(PTI)中,植物通过定位于细胞膜上的模式识别受体(PRRs)识别病原相关分子模式(PAMP),从而激活PTI反应。细胞质中钙离子浓度的瞬时上升一直     

植物天然免疫性研究进展及其对作物抗病育种的可能影响

植物定植在充满各种病原菌的环境中却能健康生长,显示其拥有一套免疫系统以应对病原物的侵染。最近,人们发现植物免疫系统至少包括2个层次：第一层为病原相关分子模式(PAMP)激发的免疫性(PTI),即植物通过细胞表面模式识别受体(PRRs)对病原菌的PAMPs进行分子识别,从而启动植物的防卫反应;第二层为病原菌效应子激发的免疫性(ETI),即有些毒性强的病原菌通过产生效应子(effectors)来抑制PTI,从而突破植物的第一道防线,而植物又进化出新的分子受体(例如R基因编码的NBS-LRR蛋白质)以侦察病原菌效应子并启动第二道防卫反应。数亿年来,病原菌的侵染和植物的防卫交替进行,促进了病原菌和植物基因组的共进化。最新的研究还发现,黄单胞杆菌TAL effectors和寄主植物DNA 的相互识别中,利用了精准的分子密码。TAL effector类蛋白识别植物靶基因的启动子序列,识别模式是2个氨基酸识别一个核苷酸。通过这种识别,TAL effector操控植物靶基因的表达,引起寄主植物的感病或抗病反应。上述抗病分子机理研究的突破,将对植物抗病育种产生重要影响。     

微生物效应蛋白在植物-微生物互作中作用的研究进展

微生物效应蛋白在植物与微生物的相互作用过程中发挥种间的信息交流功能,起到重要的桥梁作用。它通过抑制植物受体诱导的免疫、调控植物基因转录、酶激活或抑制等方式为微生物侵染植物提供便利。不同类型微生物效应蛋白发挥的功能不同,作用方式和分子机制也不尽相同,且研究状况存在一定的差异,本研究通过回顾近些年来微生物效应蛋白的研究结果,对其在细菌、真菌、卵菌等病原菌及有益共生菌侵染宿主过程中的作用和分子机制进行总结,为植物-微生物相互作用机制深入研究提供相关理论依据。     

中科院植物所揭示植物免疫反应调控新途径

<正>为成功侵染植物,病原菌往往通过向植物细胞内注射效应蛋白,抑制宿主的免疫反应。而植物的NOD类受体(NLRs)可特异识别效应蛋白,并激发效应子触发的免疫反应(ETI)。但在无病原菌侵染时持续激活免疫反应对植物的正常生长发育是不利的。SUMO化修饰是一种蛋白质翻译后修饰,影响蛋白质活性、稳定性、相互作用、细胞内定位等。有研究结果表明,SUMO E3     

病原菌诱发的植物先天免疫研究进展

植物生存在复杂多变的环境之中,它们不仅拥有抵御病原菌的天然屏障,如坚硬的细胞壁、质外体的低p H值、分泌的抗菌酶或其它抗菌组分等,而且进化出了精密的先天免疫系统:病原菌相关分子特征(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)诱导的免疫反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应因子诱导的免疫反应(effector-triggered immunity,ETI)。PTI和ETI,虽然代表的是植物先天免疫的不同层面,但两者密切相关,奠定了植物先天免疫的遗传学基础。本综述描述了植物与病原菌相互作用的共同进化过程,概述了植物先天免疫在病原菌入侵过程中发挥的作用及其分子机制,并阐述了植物病原细菌Ⅲ型分泌系统分泌的大量效应蛋白在调控植物先天免疫中的重要作用。     

中科院在解析植物抗白粉病信号级联领域取得进展

<正>植物与病原微生物间存在信息的相互识别和相互干扰,并通过生物间信息流构成了复杂的相互关系,其中蕴藏着丰富的生物学问题。这是生物信息流先导专项的主要研究内容之一。植物对种间信息进行识别和解码,使其在与病原微生物共同进化的过程中进化出与动物相似的先天免疫及防卫系统。在这个过程中,科学家们已经发现,丝裂原活化蛋白激酶MAPK级联信号通路在调控植物抗性方面发挥重要作用,然     

转fla基因水稻的育成及抗病谱分析

植物在长期抵御病原物侵染的进化过程中,通过识别病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern,PAMPs)激活植物的防卫反应是一个重要的抗病机制。细菌鞭毛蛋白保守的分子特征属于PAMPs,植物可通过识别鞭毛蛋白来感知细菌,从而启动植物自身的免疫系统。这一特性提示鞭毛蛋白在植物抗病育种具有较大的应用前景。本研究利用转基因载体p CAMBIA1300将来源于枯草芽胞杆菌的鞭毛蛋白基因转入水稻,通过转基因植株的分子鉴定和抗性鉴定,筛选到3株苗期高抗稻瘟病的转基因植株。转基因植株不产生类似过敏反应的褪绿斑点。这一结果提示枯草芽胞杆菌鞭毛蛋白在水稻稻瘟病抗性育种中具有一定的应用潜力,获得的转基因抗性植株对不同抗性机制的研究具有一定的意义。     

中科院在植物免疫机制研究中取得新进展

<正>植物利用多个层次的抗病反应抵抗病原菌的入侵,包括表面受体激活的抗性(PTI)和胞内免疫受体激活的抗性(ETI)。内吞作用可将表面受体运输到胞内进行降解和循环利用,在PTI反应中发挥重要作用。研究表明网格蛋白介导的内吞作用是植物主要的内吞方式,然而植物如何调控内吞作用以及内吞如何参与先天免疫反应并不清楚。近期,中国科学院遗传与发育生物学研究所唐定中课题组利用拟南芥与白粉菌互作的研究体系,通过生化、遗传学和细胞学手段,克隆了拟南芥E-     

中国科学院揭示果蝇天然免疫反应新机制

<正>天然免疫存在于所有的多细胞生物中,是机体抵抗病原微生物的第一道防线。机体对病原微生物的天然免疫反应涉及到多基因多层次的转录、翻译和翻译后调控的复杂过程。果蝇在受到病原微生物感染时,会通过激活天然免疫信号途径分泌许多抗菌肽分子,这些分子分泌到血淋巴细胞后能杀死入侵的病原微生物。Toll信号通路是目前了解最多的果蝇抗菌肽产生的一条信号通路,但其具体分子调节机制仍不完全清楚。     

植物应对病毒的免疫响应

植物为应对外界病原体的侵扰,在进化过程中形成了一套多层次的免疫系统。对于植物应对真菌、细菌的免疫过程,前期建立了基于寄主与病原分子间相互作用的Z免疫模型。其中第一层次是由病原相关分子模式(PAMP)激发的免疫响应(PTI);另一层次是由效应子(Effector)激发的免疫响应(ETI)。植物在应对病毒的免疫响应中,第一层次是主动清除降解细胞内的病毒核酸,即通过一种高度保守的、序列特异的RNA沉默防御机制来实现;病毒攻克RNA沉默机制后,与应对真菌、细菌的免疫过程相似,植物进而启动基于R基因的免疫响应。另外,植物在免疫过程中还会通过激活一系列信号途径,使植物产生过敏反应或产生系统性抗性,从而抵抗病原体的进一步浸染。本文通过免疫系统分子模型,就近年来有关植物响应病毒的分子调控机制进行了综述。     

中科院在大丽轮枝菌侵染过程研究中取得新进展

<正>大丽轮枝菌是一种土传病原真菌,通过形成附着枝感染植物根部,在世界范围内引起严重的黄萎病害,对我国棉花生产造成巨大的经济损失。和其他病原微生物一样,大丽轮枝菌的重要致病策略之一是分泌效应蛋白到植物细胞,干扰植物免疫反应,但其分泌结构和分泌转运机制亟待探究。     

植物先天免疫研究取得新进展

<正>植物免疫受体FLS2能够感受植物病原菌鞭毛蛋白N端的22氨基酸(flg22)并迅速激活植物的免疫反应。BIK1作为一种细胞质类受体激酶(RLCK)和FLS2形成免疫受体复合体共同调控着植物免疫受体的激活。植物NADPH氧化酶RbohD对植物受到flg22诱导之后产生ROS和气孔关闭是必须的。但是有关RbohD的调节机制并不清楚。中国科学院遗传与发育生物学研究所科研人员近期通过生化和生理学实验揭示,BIK1正调控flg22诱导的钙离子细胞内流,RbohD与免疫受体形成复合体参与免疫反应的调节,BIK1和RbohD直接相互作用并且flg22可以诱导RbohD发生磷酸化并且从免疫受体复合体上解离,进一步研     

中科院遗传发育所在水稻抗病蛋白引发的防卫信号转导研究中获新发现

<正>抗病蛋白是植物免疫的重要成员,以NLR类蛋白居多,以水稻为例,其基因组中就拥有超过400个编码NLR蛋白的基因,由此可见NLR蛋白对植物免疫的重要性。作为免疫受体,抗病蛋白能引发对多种病原微生物以及昆虫的防卫反应,从而赋予植物对病原小种的免疫性。目前已知的抗病蛋白数量不     

植物先天免疫机制研究取得新进展

<正>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     

我国科学家发现植物“抗病小体”

<正>植物具有复杂、精细调控的免疫系统,用于识别病原微生物、激活防卫反应,从而保护自己免受侵害。植物细胞内数目众多的抗病蛋白,是监控病虫侵害的哨兵,也是动员植物防卫系统的指挥官。抗病蛋白被发现至今已有二十多年,但人们仍然不清楚它们的工作原理。清华大学柴继杰团队、中国科学院     

中英科研人员揭示植物天然免疫分子机制

<正>植物一生面临着非常复杂和严峻的生存环境。在与各种病原体作斗争的漫长进化过程中,植物逐渐形成了一系列高效复杂的先天性免疫和系统获得性免疫来抵御病原微生物的侵染。存在于大多数高等植物中的FLS2受体通过识别鞭毛蛋白高度保守N末端表位(Flg22)来提示细菌的入侵,从而发动免疫反应以消灭入侵的病原体。关于相关机制的研究将加强我们改进现有的粮食作物抗病性能从而达到提高产量的作用。清华大学柴继杰博士研究团队和中国科学院以及英国的研究人员合作,联合开展了深入研究,在上海同步辐射光     

万建民团队揭示钙通道蛋白调控水稻抗稻瘟病分子机制

<正>近日,中国农业科学院作物科学研究所万建民院士团队克隆了调控水稻先天免疫的新基因Os CNGC9,并对其影响水稻苗期稻瘟病抗性的分子机制进行了深入研究。该研究建立了一条从病原菌识别到钙离子通道激活的免疫信号传导途径,填补了植物模式触发的免疫反应中缺失的重要一环,也为利用Os CNGC9进行水稻抗病遗传改良