自然界存在非常多的微生物，但是對于特定的寄主而言，只有極少量的微生物進化成為了致病菌并對寄主進行侵染。揭示這些病原微生物侵染植物的機制對于生產(chǎn)上防控這些微生物具有重要的意義。近日，生物互作卓越中心劉俊研究員團隊發(fā)現(xiàn)丁香假單胞菌和稻瘟菌侵染植物的新機制，并詳細解析了它們的作用途徑。 

　　 病菌在侵染的過程中會激發(fā)植物的免疫響應，其原因是病菌的保守物質被植物細胞膜上的免疫受體識別。這些物質是病菌生長所必須的，如細菌的鞭毛蛋白、伸長因子和真菌的幾丁質等。劉俊團隊發(fā)現(xiàn)革蘭氏陰性菌攜帶的小分子3-羥基脂肪酸類物質可以被植物細胞膜上的免疫受體LORE識別，進而激發(fā)植物的免疫響應。植物識別細菌攜帶的3-羥基脂肪酸是以往未報道過的新發(fā)現(xiàn)，對于防控革蘭氏陰性致病菌具有較為重要的意義。然而，很多病菌之所以能夠具有很強的致病力，其原因是進化出了效應蛋白，一類可以干擾寄主免疫系統(tǒng)增強病菌侵染能力的分泌蛋白。以丁香假單胞菌作為研究材料，發(fā)現(xiàn)該菌會分泌一個效應蛋白，這個蛋白可以特異阻斷LORE對3-羥基脂肪酸的識別，抑制寄主免疫進程，促進病菌的侵染（Luo et al., 2020 The EMBO Journal）。 

　　但是，植物識別病菌后也可能激發(fā)一些敏感基因的表達。研究發(fā)現(xiàn)稻瘟菌在侵染過程中會激活水稻的一個敏感基因OsbHLH6的表達，該基因的表達抑制了水稻的免疫抗性。植物抗病過程中激素也起著很重要的作用，其中水楊酸和茉莉酸是植物中兩個重要的抗病激素，但是兩者介導的信號是經(jīng)常相互拮抗的。研究發(fā)現(xiàn)OsbHLH6的表達在稻瘟菌侵染早期可以促進茉莉酸信號進而阻止水楊酸介導的抗性。由于水楊酸的信號被抑制，植物在稻瘟菌侵染的早期（寄生階段）不能被遏制，導致了水稻對稻瘟菌抗性的降低（Meng et al., 2020 Journal of Integrative Biology）。 

　　 植物中的一些次生代謝物質在病菌入侵時可以迅速合成并抑制病菌的入侵。以水稻為研究材料，發(fā)現(xiàn)小分子物質多胺可以抑制稻瘟菌入侵水稻。這類小分子物質在以往的研究中很少被關注，該團隊近期發(fā)現(xiàn)多胺還可以增強水稻對非生物脅迫的抗性，有望成為一個同時誘導水稻生物和非生物脅迫的重要物質（Islam et al., 2020 Journal of Integrative Agriculture）。 

　　論文鏈接： 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jipb.12922

https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2019102856 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S209531191962705X 

　　植物識別病菌攜帶的脂肪酸的分子機制以及病菌的應對策略