原创 | 解读植物病原互作pathway 返回

前情提要:
之前我们给大家介绍了植物病原互作的机理。提到植物在免疫应答病原侵袭上主要有两种模式:

广谱性防御——病原相关分子模板触发的免疫(PAMP-triggered immunity,PTI)

特异性防御——效应蛋白触发的免疫(Effector-triggered immunity,ETI,记住PTI和ETI两种简写,因为下文我们会反复提及)

KEGG数据也有对这个通路的介绍,ID是map04626,名称是Plant-pathogen interaction。

首先明确,KEGG收录的通路变化一般来自文献报道。但也意味着,通路中收录的应答模式也只是包含比较经典的通路,还有很多未知的信息没有被涵盖(例如通路中包含大量未知的上下游调控关系,未知的转录因子调控等)。但认识这些经典的通路,有益于我们来了解与研究相关的基因调控模式。

1、了解这个通路
总体而言,这个通路的map也是由PTI和ETI构成了。Map的上半部分是PTI(如下图)。

1、先看map的左边
左边这一堵墙是细胞壁。细胞壁左边就是胞外,当然都是致病病原相关的因子,即病原相关分子模板,这类蛋白分子包括Bacterial flagellin(细菌鞭毛蛋白),Bacterial EF-Tu基因(热不稳定延伸因子,其在原核生物核糖体翻译蛋白中有重要作用)。Avr9 是来源真菌的无毒基因,理论上应该属于ETI,而不属于PTI。

2、信号从左往右传递
这些微生物相关的蛋白因子,被植物细胞壁/膜内的跨膜蛋白受体识别。例如FLS2基因可以识别细菌鞭毛蛋白,细菌EF-TU基因被植物EF受体(EFR)识别。这些蛋白受体识别了病原微生物的信号后,就将信号传入细胞内部,然后激活一系列其他蛋白(如蛋白激酶),将这些信号一直传递下去。

3、map最右边是最终应答的结果
这些信号最终刺激植物细胞启动相关的超敏反应,例如细胞活性氧分泌增加,防御相关的基因表达提高等。这部分都属于通路的下游,也就是这map的最右边了。

再看回前面这张图,现在我们就以细菌鞭毛蛋白来看看这个信号传导的蛋白。

1)细菌鞭毛蛋白(flg22)被受体蛋白(FLS2)识别,并通过细胞内吞作用(endocytosis)将这一信息传递到细胞内部。

2)引发两类反应:

●激活活性氧(ROS)的产生,引发细胞壁强化、超氧反应等效应;

●FLS2激活了下游的丝裂原活化蛋白激酶(MEKK),这里又包含两条路径,分别是MKK1/MKK2 → MPK4 或MKK4/MKK5 → MPK3\MPK6(这里 +P,就是蛋白磷酸化的过程)。

3)这些信号被传入细胞核内部,传递给转录因子(WRKY 22/WRKY29)激活相关的免疫防御相关的基因的转录,或转录组因子(WRKY25/ WRKY33)抑制相关。


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