植物免疫信號傳導(dǎo)中間物的發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致更多抗蟲作物
已經(jīng)確定了植物免疫系統(tǒng)中的新角色。KAUST科學(xué)家已經(jīng)確定需要MAP4K4蛋白來對環(huán)境病原體進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆烙?/p>
這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋對植物免疫信號的嚴(yán)格控制,并揭示了作物育種者可以操縱的分子途徑中的靶標(biāo)。KAUST沙漠農(nóng)業(yè)中心植物科學(xué)教授Heribert Hirt說:“我們的發(fā)現(xiàn)可直接用于使植物對病原體具有更強(qiáng)的抵抗力。”
MAP4K4(促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶激酶4的縮寫)是人類免疫和炎癥的公認(rèn)參與者,但其在植物抗病性中的作用尚不清楚。希特和他的合作者在一個大型屏幕上偶然發(fā)現(xiàn)了雜草擬南芥擬南芥中涉及信號傳導(dǎo)的蛋白質(zhì)。通過研究缺少M(fèi)AP4K4有效拷貝的突變植物,Hirt的團(tuán)隊隨后深入研究了該蛋白的核心功能。
首先,他們表明MAP4K4對于對flg22的正確免疫反應(yīng)至關(guān)重要,而flg22是一種由致病微生物的絲狀鞭毛中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌蛋白衍生的肽。KAUST研究人員與法國同事合作,由Hirt和博士后研究員Yunyun Jiang領(lǐng)導(dǎo),然后詳細(xì)介紹了如何進(jìn)行。
已經(jīng)確定了植物免疫系統(tǒng)中的新角色。KAUST科學(xué)家已經(jīng)確定需要MAP4K4蛋白來對環(huán)境病原體進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆烙?。圖片來源:阿卜杜拉國王科技大學(xué)
他們證明MAP4K4直接在另一種蛋白質(zhì) BIK1的幾個位點(diǎn)上添加化學(xué)標(biāo)簽(以磷酸基團(tuán)的形式)。蔣解釋說,這有助于穩(wěn)定BIK1并促進(jìn)高毒性分子的產(chǎn)生,這些分子在病原體抗性中起著關(guān)鍵作用。研究人員還顯示,MAP4K4用磷酸鹽裝飾物標(biāo)記BIK1的阻遏物。這種化學(xué)修飾使負(fù)調(diào)節(jié)劑失效,從而進(jìn)一步促進(jìn)BIK1活化。
到目前為止,Hirt和他的研究小組僅描述了MAP4K4在擬南芥免疫中的這一功能。他們在EMBO報告中報告了調(diào)查結(jié)果。
希特說:“下一步是通過產(chǎn)生敲除突變體,也在農(nóng)作物中檢驗我們的發(fā)現(xiàn)。” “現(xiàn)在,通過使用在番茄,大米和其他具有農(nóng)業(yè)重要性的物種中建立的CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù),這已經(jīng)相當(dāng)可行。”
Heribert Hirt(左)和Jiangyunhe討論了他們的工作結(jié)果。信用:KAUST
研究人員還計劃檢查MAP4K家族中其他調(diào)節(jié)蛋白的作用,其中至少10種存在于植物中。有趣的是,江表示一個家庭成員MAP4K3似乎與MAP4K4具有協(xié)同作用,以控制BIK1穩(wěn)定和病原體誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)。
因此,密切相關(guān)的MAP4K蛋白可以共享重疊的功能,但也具有不同的特征,這些特征共同有助于植物免疫信號的忠誠。對這些信號傳導(dǎo)機(jī)制的更好了解可以幫助農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)阻止植物病原體的侵襲。
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