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氯离子共转运蛋白 (CCC 1) 介导植物对丁香假单胞菌的抗性
日期:2020-01-02 作者:未知 来源:Plant Biotechnology Journal 点击:
     在自然条件下,植物总是受到有害病原体的威胁。然而,植物也有几道防御机制来保护自己。首先,植物具有独特的角质层和细胞壁结构屏障,它们分泌抗菌肽化合物来阻止微生物入侵。然后病原体从植物的第一道防线中逃逸,可能到达细胞膜,植物的第二道免疫系统被触发。在这里植物细胞表面模式识别受体(PRRs)识别病原体相关分子模式(PAMPs)启动 PAMP 触发的免疫(PTI)。一般认为PTI 足以停止非致病性微生物的生长,然而,成功的病原体可以通过部署效应子来破坏 PTI 抑制 PTI 反应。为了应对效应子诱导的对 PTI 的抑制,多态核苷酸的一个大家族结合/富亮氨酸重复受体(NLRs)可以直接或间接地检测到特异性效应子的存在。效应子的识别触发了第三层防御反应,称为效应子触发免疫(ETI)反应。在这一步必须阻止能够在某些植物基因型中引起疾病的剧毒力病原菌。
    20 年前,有研究表明在培养的欧芹细胞中 PAMPs 或效应子的识别导致离子通量通过质膜(PM),被认为是最早的防御反应。重要的是,利用离子通道抑制剂阻止离子通量通过,阻止了防御反应,表明了离子通道和转运蛋白在植物防御病原菌中的重要作用。此后,在离子通道和转运蛋白在植物免疫中的作用进行了大量的研究。然而与研究比较全面透彻的 Ca2+信号相比,负离子在植物免疫中的作用机理研究还是相对比较薄弱。
    在动物中,CCC 家族成员介导 Cl 离子的 Cl 离子耦合的运动与 K 离子或 Na离子一起通过质膜。在拟南芥中仅有一个 CCC 基因被定义为 CCC1。拟南芥的 CCC1
编码一个Na+:K+:2Cl-协同转运蛋白(NKCC),定位于高尔基体和跨高尔基体网络。
2019 年 12 月,Plant Pbysiology 杂志在线发表了阿卜杜拉科技大学题为"CATION-CHLORIDE CO-TRANSPORTER 1 (CCC1) mediates plant resistance
against Pseudomonas syringae " 的研究论文。
    在拟南芥中氯离子共转运蛋白 1(CCC1)编码一个 Na+:K+:2Cl-协同转运蛋白(NKCC)。作者研究发现 CCC1 不是质膜去极化所必需的,然而,CCC1 调节 PTI和植物对丁香假单胞菌的基础抗性。令人惊讶的是,尽管 ccc1 突变株在抵御有毒和无毒的丁香假单胞菌病原体方面存在缺陷,但它们增强了对 PTI 的应答以及flg22 诱导的对丁香假单胞菌病原体的抗性。为了阐明 CCC1 介导的抗性分子机制,作者对野生型和 ccc1 突变体进行了转录组分析。分析结果表明参与抗菌肽生物合成的基因,防御化合物合成基因和 PR 蛋白基因在 ccc1 突变体中被抑制。
    此外,参与细胞壁和角质层生物合成的基因在 ccc1 突变体中被组成性地下调,
而且这些突变体的细胞壁在单糖组成上发生了重大变化。然后作者使用 NKCC 特异性抑制剂布美他尼去证实前面的发现,结果表明离子通道在病原体相关细胞壁强化和各种抗菌化合物的合成中起到重要作用。以上结果揭示了高尔基定位离子转运蛋白 CCC1 在植物防御反应中植物结构加固和化学屏障形成中的重要作用。
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