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-     

科学家研究发现植物免疫新机制

<正>植物通过细胞表面免疫受体识别来自于病原微生物的分子,激活天然免疫;而病原微生物通过向植物细胞分泌效应蛋白,这些蛋白往往通过翻译后修饰宿主蛋白,抑制天然免疫反应;植物通过进化,利用动植物中保守的、定位于胞质的NLR类型的免疫受体识别效应蛋白,重新激活免疫反应。研究胞内免疫受体识别病原微生物效应蛋白的分子机制不仅有助于理解植物与病原微生物间的进化关系,还能为研究动物     

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     

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>中国科学院合作研究揭示植物小肽-受体激活机制小肽信号作为细胞间互作的重要介质,其与受体作用的分子机制是近年植物科学研究的热点和前沿。植物磺肽素(Phytosulfokine,PSK)是近些年发现的一种小肽类植物内源激素,由一个五肽和两个磺酸基团组成,它广泛存在于大多数植物中,通过促进细胞增大和分裂调控植物生长,并参与花粉萌发和花粉管导向以及植物抗性等多种重要     

我国科学家发现环境温度调控植物免疫反应新机制

<正>植物的生长发育会受到免疫反应的拮抗作用。温度作为重要的环境因子,同时参与了植物的生长发育和免疫反应的调控,环境温度升高能够促进植物生长发育,并伴随植物自身的基础免疫反应抑制。然而,目前人们对环境温度如何调控植物免疫反应的分子机制了解甚少。中国科学院植物研究所胡玉欣研究组与福建农林大学唐定中团队合作,     

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     

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     

中科院遗传发育所发现植物激素“核受体”作用机理

<正>激素调控植物生长发育和对环境适应性的方方面面。传统认为,植物激素的受体定位于细胞膜上,最近研究表明,茉莉酸、生长素等激素的受体却定位于细胞核中,这类似于动物激素的"核受体"。目前,人们对植物激素"核受体"的生理意义及作用机理尚所知还甚少。茉莉酸来源于不饱和脂肪酸的植物激素,调控植物的免疫反应和适应性生长。对应于病虫侵害或其他逆境刺激,活性茉莉酸被其"核受体"COI1识别而释放核心转录因子MYC2的活性,进而在全基因组范围内激活茉莉酸响     

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。     

前沿科技

正新研究揭示水稻广谱抗稻瘟病防卫机制中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所研究团队在水稻广谱和持久抗稻瘟病机制研究中又获新突破。该研究发现,植物中存在一类新的转录因子家族,被他们命名为RRM,这类RRM因子可以与抗病受体PigmR等互作,进入细胞核激活下游的防卫基因,从而使水稻产生广谱     

植物油菜素内酯信号转导研究取得进展

<正>油菜素内酯是一种控制植物生长和发育的植物激素,受体激酶BRI1是位于细胞表面的油菜素内酯受体。二硫键的形成对于跨膜蛋白的结构和功能至关重要,但人们对于BRI1蛋白中二硫键以及半胱氨酸位点的生物学功能缺乏系统研究。中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心吕东平研究组与清华大学生命科学学院副研究员韩志富合作,对BRI1蛋白中所有半胱氨酸位点的生物学功能进行了系统解析。首先,该研究在拟南芥原生质体瞬时表     

中科院遗传发育所解析茉莉酸调控植物免疫的转录重编程机理

正茉莉酸是来源于不饱和脂肪酸的植物免疫激素,其生物合成途径和化学结构与高等动物中的免疫激素前列腺素有极高的类似性。在受到机械伤害、咀嚼式昆虫和死体营养型病原菌的侵害时,植物激活茉莉酸信号通路,启动并级联放大茉莉酸介导的转录重编程,从而产生有效的防御反应。但目前对茉莉酸激活植物免疫转录重编程的机理所知甚少。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究组长期以番茄为模式     

中科院遗传发育所发现作物真菌病害抗性的表观遗传调控机制

<正>植物NLR抗病受体蛋白介导对病原菌的专化性抗性常常伴有超敏反应细胞死亡,NLR不受控制地过度激活或过量表达对植物的生长发育造成不利影响,因此NLR介导的抗性受到严谨的调控。中国科学院遗传与发育生物学研究所沈前华研究组发现并阐明了单子叶麦类作物中NLR介导对白粉病真菌病害专化性抗性的表观遗传学调控的机制。该研究鉴定了麦类作物大、小麦中特异表达的mi R9863家族,其中3个     

植物免疫机制研究取得新进展

正植物与病原微生物长期协同进化过程中,形成了多层次的防御体系抑制病原的侵染。近期,中国科学院生物互作卓越中心研究员周俭民团队在植物免疫机制研究中取得了新进展。次生代谢物在植物抵御病原侵染中发挥着重要的作用,目前发现的植物次生代谢物种类繁多、结构各异,但对其作用机制的认识匮乏。对植物抗菌代谢物活性的认知,主要基于多数抗菌代谢物在体外具有杀菌或抑菌的活性,但     

前沿科技

正中国科学家发现植物细胞"自杀神器"我国科学家在植物免疫研究领域取得历史性的重大突破。研究首次发现植物细胞内存在一种"自杀神器"。它就是植物免疫关键因子——抗病蛋白组成的形似"风火轮"的抗病小体。研究成功解析了抗病小体的电镜结构,从分子层面上揭示了抗病蛋白管控和激活的核心机制。这一发现,为更好地利用抗病蛋白提供了新的可能。该研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民团队和清华大学柴继杰团队、王宏伟团队联合完成。     

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     

植物的向光性研究进展

植物的向光性对优化地上部分的光捕获能力以及根中水和营养物质的摄取具有重要的意义。近年来,植物的向光性在分子、生物化学和细胞基础的研究方面取得了巨大进展。在模式植物拟南芥中已经确定了向光性的主要光受体是向光素、隐花色素以及光敏色素,其中向光素是最重要的光受体。向光素的激酶活性和其激酶结构域的激活环中氨基酸残基的磷酸化对向光性反应是必不可少的。激活的光受体调节生长素运输载体的磷酸化,激活或抑制其运输活性,改变PIN的定位,引起生长素梯度的形成,导致植物器官的不对称生长。此外,还有多种因素包括微管排列、激素刺激等也参与到向光性响应过程。本研究综述了国内外近年来关于向光性研究的分子机制,重点阐述从光受体激活到最终导致向光性生长的研究进展。     

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