中國(guó)分子植物科學(xué)創(chuàng)新中心研究員王二濤課題組題研究揭示了植物識(shí)別并區(qū)分共生真菌與病原真菌信號(hào)分子的機(jī)制,為全面理解植物與菌根真菌共生過(guò)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(guò)菌根真菌高效率從土壤獲取磷、氮等營(yíng)養(yǎng)(Wang et al., 2014 Plant Cell; Wang et al., 2017 Molecular Plant)。菌根共生的建立依賴(lài)菌根因子受體OsMYR1-OsCERK1識(shí)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(hào)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(dòng)該領(lǐng)域研究的核心問(wèn)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(jìng)爭(zhēng)區(qū)分共生和免疫信號(hào)。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(fù)合物,削弱了病原菌特征分子引起的免疫反應(yīng)。遺傳上,OsMYR1過(guò)表達(dá)植株對(duì)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(fù)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(gè)受體競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合OsCERK1,從而決定了共生和免疫信號(hào)的特異輸出