(中国网)四川农大教授团队综述细胞壁在植物免疫调控方面的研究进展

2021-08-26 12:12:47作者:中国网记者王李科 来源:党委宣传部 点击数:

  

中国网8月25日讯(王李科)8月25日,记者从四川农业大学获悉,四川农业大学陈学伟教授团队应Stress Biology邀请撰写了关于细胞壁与植物免疫的综述文章“Cell wall associated immunity in plants”,详细评述了近年来细胞壁在植物免疫调控方面的研究进展。据悉,该文通讯作者为四川农业大学西南作物基因资源发掘及利用国家重点实验室主任陈学伟教授,万江雪博士后及贺闽教授为该文共同第一作者。

“细胞壁是一个高度复杂的动态网状结构,主要由纤维素、半纤维素和果胶等组成。在病原菌侵染过程中往往会直接破坏细胞壁的完整性,而植物在感知细胞壁损伤后,通常会激发一系列的防御反应,包括植物细胞壁化学成分及结构的改变。”据陈学伟介绍,该研究详细介绍了包括纤维素,半纤维素,果胶及木质素含量及其结构修饰的改变对植物抗病性的影响。“另一方面,病原菌在侵染过程中分泌的包括纤维素酶,果胶裂解酶和木聚糖酶等细胞壁降解酶降解植物宿主细胞壁后可产生一些寡糖类的激发子。这一类寡糖激发子可作为DAMPs(damage associated molecular pattern)通过激发不同的信号途径调控植物的免疫反应,进一步提高植物的抗病性。”陈学伟说,该研究系统梳理了近年来发掘的细胞壁寡糖以及他们对免疫反应调控的分子机制。该类寡糖主要包括纤维素寡糖、混连葡聚糖寡糖、木聚糖寡糖、木葡聚糖寡糖及寡聚半乳糖醛酸聚糖。宿主识别该类细胞壁寡糖激发子后引起钙离子内流,活性氧的迸发以及MAPK信号途径的激活等防御反应。此外,该综述还总结了识别此类寡糖分子的模式识别受体,如细胞壁相关蛋白激酶WAK在病原菌侵染过程中可通过与果胶的结合来监测细胞壁的完整性,进一步影响宿主的抗性。“这也说明了细胞壁不仅可作为信号分子的来源,同时也能接收和传输宿主与病原菌互作产生的信号。”

“植物的抗病机制的研究是涉及到多学科多层次的复杂过程,而细胞壁介导的抗性是植物免疫中重要的组成部分。越来越多的证据也表明植物细胞壁不仅仅是一个被动的物理防御屏障,更是一个动态的主动防御系统。”陈学伟表示,“受限于植物细胞壁的复杂性,我们对细胞壁的认识还相对有限,但随着交叉学科和技术的发展,今后对细胞壁的研究将会越来越深入,而这也将有助于揭示细胞壁介导的植物免疫的分子机理,进一步丰富我们对植物免疫机理的认识。”据了解,陈学伟教授研究团队主要致力于水稻抗病机理与病害绿色防控研究,在水稻重大病害理论与应用研究方面取得一系列原创性研究成果,相关结果发表于Cell、Science、PNAS等主流期刊。

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