植物免疫力削减到大小

位于比利时根特(VIB-UGent植物系统生物学中心)和瑞士巴塞尔(巴塞尔大学)的国际团队发现了一类酶和免疫信号之间的联系,这些信号在植物受到物理损害后迅速触发。这一新发现将增加我们对植物免疫系统的认识,并可能在未来用于改善作物健康和产量。

作为包括人类和植物在内的所有多细胞生物体中的通用过程,受损细胞发出信号以警告伤口的周围组织。这些信号可激活免疫系统以预防感染并促进组织再生,最终导致伤口愈合。在植物中,短蛋白质片段或肽在免疫系统中起重要作用。这些肽由前体蛋白产生,所述前体蛋白通过所谓的蛋白水解酶或蛋白酶“切成形”。

问题是有很多蛋白酶,这意味着必须确定哪些蛋白酶在植物免疫系统中发挥作用。通过伤害拟南芥叶,拟南芥,托马斯·波勒(巴塞尔大学名誉教授),弗兰克·范布雷森(VIB-UGent植物系统生物学中心)和Kris Gevaert(VIB-UGent医学生物技术中心)的团队)发现一类称为metacaspases的蛋白水解酶在植物的反应中发挥了重要作用,其涉及钙和肽前体蛋白PROPEP1的释放。他们通过生产一种具有重要metacaspase基因突变的植物来检查他们的发现。这种植物无法释放免疫信号。

为了解拟南芥中免疫反应的速度和程度,领导这项努力的博士后西蒙斯塔尔用激光破坏了根部。目标植物细胞反应迅速。Simon Stael说:“我们很高兴看到第一次激光射击,然后是钙波和PROPEP1信号分散。”新发现的过程可概括如下:损伤在细胞内部引发激活metacaspase的高钙水平。这些metacaspase开始研究PROPEP1,PROPEP1调节免疫反应和相关的损伤限制努力。

这开辟了新的研究途径,因为蛋白酶通常切割多种蛋白质。那么,哪些其他植物过程受到metacaspases的影响并有助于伤口反应和免疫?我们现在还可以使用激光消融技术来查看受损细胞及其周围环境中的各种其他反应,以了解有关局部伤口反应的详细信息。最后,作物育种策略主要选择最​​佳的生长,食物或饲料的产量和质量以及强化农药的使用,可能使植物免疫系统瘫痪。Metacaspase现在成为改进育种技术和更好的作物免疫力的潜在目标。