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水杨酸作为植物中最重要的抗病激素,然而其受体也一直是一个未解之谜。前期实验人员也尝试过各种水杨酸代谢途径中的酶,发现都没有结合水杨酸的活性。包括直接受水杨酸调控并参与抗病的主效基因NPR1也没有水杨酸结合活性。前期通过对NPR1的研究,发现含有BTB 结构域,可能能够与Cullin 3(CUL3)E3 ligase 结合并介导底物的降解,结果惊奇地发现NPR1本身能够通过蛋白酶体途径降解,而且这种降解削弱了植物的抗病能力。
接下来作者思考谁来负责NPR1的降解呢?既然NPR1有BTB domain,那么他的同源蛋白也应该具有BTB domain,会不会负责降解NPR1呢?然后通过遗传学手段(npr3 npr4双突更抗病)和生化证据发现NPR3和NPR4负责NPR1的降解。如图:
作者接下里想验证NPR3/4与NPR1的互作是否受到SA的影响,通过酵母双杂交实验发现SA能够促进NPR3与NPR1的互作,然而抑制NPR4与NPR1的互作,进一步的pull-down实验也证明了这一点。如图:
随后通过亲和力测定,作者发现NPR4对SA的亲和力更强,因为NPR4以四聚体的形式存在,且含有多个SA结合位点。
进一步探究npr3npr4双突中SAR和ETI的情况,首先通过注射Psm 4326发现双突更抗病,这是因为NPR1蛋白的积累,而却没有诱导SAR。而当注射effectors时,也没有出现ETI,同时作者构建了组成型的定位于核的NPR1,通过注射Psm4326/AvrRpt2,结果发现注射部位出现PCD,而其他部位完好无损,说明注射部位的NPR1被降解而坏死斑周围因为积累了NPR1从而无PCD现象。说明NPR1能给抑制ETI反应过程中的PCD。如图:
总结:
该文章鉴定了两个水杨酸受体NPR3核NPR4,且发现NPR3和NPR4与SA的结合能力不一样,病原菌诱导情况下,SA积累,抑制NPR4与NPR1的结合,此时NPR3负责降解NPR1,从而促进PCD。正常情况下,本底SA能够干扰NPR4与NPR1的互作,从而保持NPR1的内稳态,保证植物的正常生长。
但是该文没解释清楚,为什么NPR1促进抗病相关基因的表达,使植物更抗病,而又被NPR3降解,而且NPR1积累能够抑制ETI?
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GMT+8, 2024-5-20 10:47
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