近期,，生命科學(xué)學(xué)院梁祥修實(shí)驗(yàn)室在Plant Cell期刊發(fā)表了題為“The OXI1 kinase regulates plant immunity by linking microbial pattern-induced ROS burst to MAPK activation”的研究論文,。該研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)已知受到ROS信號激活的蛋白激酶OXI1與LYK5,、CERK1互作,，是植物免疫受體復(fù)合體新組分。在oxi1突變體中,，chitin誘導(dǎo)的MAPK激活和ROS爆發(fā)比野生型降低,。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，OXI1與識(shí)別不同微生物分子模式的多種免疫受體都存在蛋白互作,，且不同微生物分子模式誘導(dǎo)的MAPK激活在oxi1突變體種都顯著降低,。與之一致的是，oxi1突變體對真菌,、細(xì)菌,、卵菌病害的抗病性也都顯著降低。

　　植物依賴天然免疫系統(tǒng)感知病原微生物并激活抗病性,。植物細(xì)胞表面的免疫受體和共受體能夠共同識(shí)別微生物保守分子模式,，從而感知病原菌入侵。例如受體激酶蛋白LYK5與CERK1能夠識(shí)別真菌細(xì)胞壁組分幾丁質(zhì)（chitin）,，從而感知真菌入侵。免疫受體感知病原菌后,，能夠通過下游一些重要免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)組分,，例如細(xì)胞質(zhì)類受體激酶家族（Receptor-like cytoplasmic kinases, RLCKs），從而激活一系列免疫反應(yīng),。這些免疫反應(yīng)包括由NADPH氧化酶蛋白R(shí)bohD控制的活性氧（ROS）爆發(fā),、由MAPKKK3/5-MKK4/5-MPK3/6組成的MAPK級聯(lián)信號通路的激活、下游防衛(wèi)基因的表達(dá)等,。目前為止,，免疫受體如何激活和協(xié)同這些免疫反應(yīng)的機(jī)制尚不完全清楚。

　　研究發(fā)現(xiàn),，OXI1以依賴激酶活性的方式參與植物免疫調(diào)控,。當(dāng)免疫受體感知病原菌后，通過RLCK等免疫受體復(fù)合體組分激活ROS的爆發(fā),。OXI1能夠響應(yīng)ROS信號并在Cys104和Cys205位發(fā)生氧化修飾,，從而激活OXI1蛋白。激活后的OXI1能夠通過磷酸化MAPKKK5蛋白激活MAPK信號通路,，從而進(jìn)一步調(diào)控下游防衛(wèi)基因表達(dá),。此外，研究還發(fā)現(xiàn),，OXI1與RobhD存在蛋白互作,，并能夠磷酸化RbohD蛋白。推測其可能通過激活RbohD進(jìn)一步提高M(jìn)APK信號通路激活的持續(xù)時(shí)間,。該研究發(fā)現(xiàn)了　一條由OXI1介導(dǎo)的連接ROS與MAPK通路的免疫途徑,，增強(qiáng)了對植物天然免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的理解,，對基于植物免疫理論，合理改良植物抗病性具有指導(dǎo)意義,。

OXI1響應(yīng)ROS信號發(fā)生氧化修飾后激活下游MAPK信號通路

　　生命科學(xué)學(xué)院梁祥修教授為本文通訊作者,，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院副教授馬苗苗、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院博士后王攀,、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院博士畢業(yè)生陳汝斌（現(xiàn)為中國科學(xué)院微生物所博士后）為本文共同第一作者,。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院畢國志教授為研究做出重要貢獻(xiàn)。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)竇道龍教授,、崖州灣國家實(shí)驗(yàn)室周儉民研究員,、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)吳鴻教授和白玫教授等人也參與了該研究。該工作得到了國家自然科學(xué)基金,、中國博士后科學(xué)基金,、雙一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目的支持。

　　論文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39566103/

文圖/生命科學(xué)學(xué)院 梁祥修