Plant Cell精選文章概述 | 水稻質外體中的鬥爭

2021-02-08 ThePlantCell

The Plant Cell  In a Nutshell: The Battlefield in the Rice Apoplast 

譯：Yue Rui, TPC Assistant Features Editor


Yang et al.在The Plant Cell 發表了題為 Binding of the Magnaporthe oryzae Chitinase MoChia1 by a Rice Tetratricopeptide Repeat Protein Allows Free Chitin to Trigger Immune Responses 的研究論文。該研究揭示了水稻如何識別稻瘟病菌幾丁質酶，從而引發對該致病菌的免疫反應。



背景：

與人類一樣，植物也有一套免疫系統用以保護其免受病菌感染。植物中的特異蛋白（受體）能夠識別病菌的保守特徵，這些特徵包括病菌的細胞壁成分或病菌分泌的蛋白。一旦識別病菌，植物的免疫系統就開始發揮作用。免疫系統對作物尤其重要，因為它直接關係到我們的糧食安全。水稻是世界上最為廣泛種植的作物之一，但其經常受到稻瘟病菌 (Magnaporthe oryzae) 的威脅。這種致病真菌如何影響植物的免疫系統？該問題並沒有被研究的很清楚。


問題：

我們希望了解稻瘟病菌是否分泌任何蛋白，從而影響水稻的免疫系統。


發現：

我們發現了一個名為MoChia1的蛋白，該蛋白可以激活水稻的免疫反應。MoChia1存在於水稻外質體，並能結合一種能夠激活植物免疫系統的多糖——幾丁質。稻瘟病菌的細胞壁含有幾丁質，因此，水稻識別幾丁質從而開始對稻瘟病菌產生免疫反應。意外的是，MoChia1能夠結合幾丁質並抑制由幾丁質激活的水稻免疫反應。但是，水稻中存在另一種蛋白，OsTPR1，它通過與幾丁質競爭結合MoChia1而使部分幾丁質脫離與MoChia1的結合，水稻因此重新獲得由幾丁質引發的免疫反應。我們發現稻瘟病菌分泌的幾丁質酶和其細胞壁成分幾丁質都能激活水稻的免疫反應。我們的研究表明病菌很「狡猾」，但植物「知道」如何抗爭。


展望：

提高水稻的免疫力能夠使其更好地保護自身免受病菌侵染，從而減少產量損失。為了進一步了解在稻瘟病菌侵染過程中MoChia1如何激活水稻的免疫反應，我們接下來會找出水稻中MoChia1的受體。水稻如何識別MoChia1這一過程一旦清楚，我們將有可能改良水稻，使其具有更好的抗病性。


關鍵詞：水稻，生物脅迫，植物免疫，幾丁質酶，稻瘟病菌


Chao Yang, Yongqi Yu, Junkai Huang, Fanwei Meng, Jinhuan Pang, Qiqi Zhao, Aziz Islam, Ning Xu, Yun Tian, Jun Liu. (2019). Binding of the Magnaporthe oryzae chitinase MoChia1 by a rice tetratricopeptide repeat protein allows free chitin to trigger immune responses. Plant Cell. 

https://doi.org/10.1105/tpc.18.00382.


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