植物是地球上幾乎所有生命的基礎(chǔ)，也需要面對(duì)來自周圍的各種威脅，會(huì)受到包括植物病原體(例如病毒和細(xì)菌)的攻擊。植物需要細(xì)胞膜感知特定的分子以了解潛在攻擊者的存在，并發(fā)出“警報(bào)”。盡管對(duì)于植物的生存至關(guān)重要，但迄今為止，這種“警報(bào)”信息如何在細(xì)胞內(nèi)傳遞尚不完全清楚。

文章報(bào)道了一些植物蛋白如何與細(xì)胞膜相關(guān)聯(lián)，并在感知病原體存在時(shí)，它們又如何從細(xì)胞膜轉(zhuǎn)移至葉綠體內(nèi)部，“警告”葉綠體有威脅存在。緊接著，葉綠體通過“逆行信號(hào)傳遞”過程，將這些信息傳遞至細(xì)胞核，從而調(diào)節(jié)抗病基因表達(dá)，激活防御以對(duì)抗入侵者。該途徑是植物細(xì)胞將危險(xiǎn)信號(hào)從外界傳遞到葉綠體的策略之一，并能快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地整合信號(hào)并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)南掠雾憫?yīng)。北京時(shí)間8月24日深夜，中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心上海植物逆境生物學(xué)研究中心Rosa Lozano Duran研究團(tuán)隊(duì)在國際知名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上發(fā)表論文，揭示了一條連接細(xì)胞膜和葉綠體的重要信號(hào)傳遞途徑。

植物病原體及其宿主長(zhǎng)期處于類似于“軍備競(jìng)賽”的共同進(jìn)化中。有趣的是，這項(xiàng)工作還發(fā)現(xiàn)，病原體可以“劫持”這種在植物細(xì)胞內(nèi)部傳遞信息的途徑。一些來自植物病毒和病原細(xì)菌的蛋白質(zhì)可以巧妙地“模仿”上述植物蛋白質(zhì)的行為。它們能與細(xì)胞膜結(jié)合，當(dāng)植物細(xì)胞感受到攻擊時(shí)，也可以移動(dòng)至葉綠體。一旦進(jìn)入葉綠體內(nèi)部，這些病原體蛋白會(huì)損害葉綠體與細(xì)胞核之間的通訊，從而阻礙植物防御反應(yīng)的激活，而幫助病原體的生存和繁殖。這項(xiàng)工作發(fā)現(xiàn)不同類別的病原體進(jìn)化出相似的策略來利用這種植物途徑，達(dá)到抑制植物防御的目的，證明了這條連接細(xì)胞膜和葉綠體的信號(hào)傳遞途徑在植物與微生物相互作用中起著核心作用。

真菌、細(xì)菌、病毒等多種植物病原體在全球范圍內(nèi)對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)造成了巨大損失，嚴(yán)重威脅世界糧食安全。科研人員表示，這種新途徑的發(fā)現(xiàn)，為設(shè)計(jì)的植物保護(hù)策略和開發(fā)新的抗病品種提供了新思路。該工作還表明，在沒有病原體存在的情況下，可以增加植物對(duì)病原體的防御能力而不影響其生產(chǎn)力，從而可能達(dá)到改善植物健康和不影響植物生長(zhǎng)的雙重目的。

標(biāo)簽： 植物