蔬菜研究所“設(shè)施作物生物學(xué)”團(tuán)隊(duì)在Plant Cell報(bào)道肽類激素調(diào)控番茄防御的新進(jìn)展
近日，Plant Cell 在線發(fā)表了蔬菜所“設(shè)施作物生物學(xué)團(tuán)隊(duì)”題為“A Plant Phytosulfokine Peptide Initiates Auxin-Dependent Immunity through Cytosolic Ca2+ Signaling in Tomato”的研究論文，揭示了植物新型肽類激素（Phytosulfokine, PSK）調(diào)控番茄對灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）應(yīng)答的防御機(jī)制。研究不僅加深了人們對新型植物肽類激素生物學(xué)功能及機(jī)制的了解，也為增進(jìn)對植物防御機(jī)制的認(rèn)識提供了重要線索。
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小肽信號作為細(xì)胞間互作的重要介質(zhì)，其生物學(xué)功能及作用機(jī)制是近年植物科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿?；请乃兀?span lang="EN-US">Phytosulfokine，PSK）是一種小肽類植物內(nèi)源激素，是其前體肽經(jīng)過磺化、剪切修飾而形成的僅有5個(gè)氨基酸（YIYTQ）組成的磺化五肽。它廣泛存在于大多數(shù)植物中，在植物的生長發(fā)育、抗逆和先天免疫等方面有廣泛調(diào)控作用。但這類新型肽類激素的作用機(jī)制還非常不清楚。
該團(tuán)隊(duì)鑒定了PSK在番茄中的受體PSKR1和PSKR2，它們屬于富含LRR基序的跨膜受體蛋白激酶（LRR-RLK）。通過等離子共振技術(shù)（SPR）及基因功能驗(yàn)證等多種方法，發(fā)現(xiàn)PSK在激發(fā)植物對灰葡萄孢菌引起的灰霉病抗性中，PSK主要通過PSKR1受體起作用。利用表達(dá)水母蛋白的番茄植株及多種激素信號缺失突變體，結(jié)合蛋白互作的研究，他們提出植物內(nèi)源 PSK作為一種損傷相關(guān)分子模式（Damage-associated molecular patterns, DAMP），與其受體PSKR1識別后通過Ca2+信號、生長素途徑調(diào)控植物對灰霉病抗性的分子機(jī)制。
PSK調(diào)控番茄對灰霉病抗性的工作模式圖
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灰葡萄孢菌寄主非常廣，其引起的灰霉病是番茄、葡萄、草莓和辣椒等作物的重要病害。目前生產(chǎn)上還缺乏針對該病害的抗性品種，而依賴使用化學(xué)殺菌劑來防治。該研究發(fā)現(xiàn)PSK肽類激素在植物自身防御灰霉病中的積極作用，PSK肽類激素也能調(diào)控植物的生長發(fā)育進(jìn)程，為深入解析該類生物活性物質(zhì)信號在植物生長發(fā)育與抗性中的作用提供了新思路。
鑒于論文的新穎性及科學(xué)意義，已被Plant Cell選為亮點(diǎn)論文（Highlighted Paper），Plant Cell科學(xué)編輯部以“Pentapeptide Protection of Botrytis-Infected Tomato by Phytosulfokine”為題專門撰寫科學(xué)評論文章，將同期在Plant Cell正式發(fā)表。
除蔬菜所“設(shè)施作物生物學(xué)”喻景權(quán)教授團(tuán)隊(duì)外，生物所蔡新忠教授以及英國利茲大學(xué)Christine Foyer教授也參與了該研究。蔬菜所博士生張歡和胡璋健為論文的共同第一作者，師愷教授為論文的通訊作者。研究受國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：http://www.plantcell.org/content/early/2018/03/06/tpc.17.00537
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