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周俭民研究组发现植物免疫通路的新机制

  植物通过位于细胞膜表面的模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)感知病原菌的存在,激活免疫反应。其中,由MAPKKKMAPKK、和MAPK组成的MAPK级联信号是植物抗病系统的关键组分。已有研究表明,PRRs激活两条MAPK级联信号通路,其中一条信号通路的组份为MEKK1MAPKKK)、MKK1/2MAPKKs)和MPK4MAPK);另一条的组份包括MKK4/5MAPKKs)和MPK3/6MAPKs)。迄今为止,MPK3/6途径的MAPKKK组份存疑,并且植物中为数众多的PRRs调控MAPKKKs的机制还不清楚。 

 

  中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民研究组发现同源蛋白MAPKKK3MAPKKK5同为MPK3/6途径组份,作用于多个PRR下游。定位于胞质的类受体激酶第七亚家族(receptor-like cytoplasmic kinase subfamily VII, RLCK VII)成员,直接磷酸化MAPKKK5Ser599,从而正调控PRR介导的MAPK激活、下游基因表达及植物的抗病性。有意思的是,激活后的MPK6能通过正反馈,进一步磷酸化MAPKKK5Ser682Ser692位点,由此增强MPK3/6通路的活性和抗病性。此外,MPK4级联通路也受到类似调控,MPK4级联通路也受到类似调控。RLCKs VII成员和MPK4通过磷酸化MEKK1Ser603位点,正调控MPK4通路的活性。该研究揭示了PRR激活MAPK级联反应的分子机制。 

 

  该研究结果于201866日在线发表于The Plant Cell杂志(DOI:10.1105/tpc.17.00981)。周俭民研究组博士后毕国志、助理研究员周朝阳以及博士生王伟兵为该论文的共同第一作者,周俭民研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项和中国科学技术部的资助。 

 

图:植物PRR激活MPK3/6/4的模式图