塞恩斯伯里实验室揭示植物细胞对病原体的反应各不相同

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Ad植物微生物

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资源所属：

农业生物技术专题

类型：

前沿资讯

语种：

中文

原文发布日期：

2023-11-28

摘要：

近日，国际权威学术期刊Cell Host & Microbe发表了英国塞恩斯伯里实验室马文勃团队的最新相关研究成果，题为Cell-type-specific responses to fungal infection in plants revealed by single-cell transcriptomics的研究论文。病原体侵染是一个动态过程。在这篇文章中，科研人员利用单细胞转录组学研究植物反应的异质性。通过生成拟南芥叶片图谱，其中包含 95,040 个细胞，在真菌病原体 Colletotrichum higginsianum 的感染过程中，科研人员揭示了细胞类型特异性基因表达，特别是维管束细胞中细胞内免疫受体的富集。轨迹推断确定了与入侵真菌有不同相互作用的细胞。这项分析揭示了赤霉素信号转导的转录重编程，特别是发生在保卫细胞中，这与依赖于与真菌直接接触的气孔关闭是一致的。此外，科研人员还研究了真菌感染部位细胞中参与硫代葡萄糖苷生物合成基因的转录可塑性，强调了表皮表达的 MYB122 对抗病性的贡献。这项工作强调了植物对真菌病原体的空间动态、细胞类型特异性反应，为深入研究植物与病原体的相互作用提供了宝贵的资源。植物已经发展出一套复杂的免疫系统，而且在大多数情况下非常强大。细胞表面定位的类受体激酶（RLKs）或类受体蛋白（RLPs）可识别细胞外的非自身分子特征，它们的激活会引发下游分子事件，包括活性氧（ROS）迸发、Ca2+ 流入、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）激活和转录重编程。另一类免疫受体是细胞内含核苷酸结合域的富亮氨酸重复受体（NLRs），它能检测病原体释放到植物细胞内的细胞质效应蛋白，并激活效应蛋白触发免疫（ETI）。拟南芥中的 NLR 可根据其独特的 N 端结构域进一步分为：卷曲螺旋-NLR（CC-NLR 或 CNL）；Toll/白细胞介素-1 受体/抗性蛋白-NLR（TIR-NLR 或 TNL）；以及包含 CCR 结构域的 RPW8 样辅助 NLR（RNL）。在病原体动态感染过程中，RLKs/RLPs 和 NLRs 在不同类型细胞中的表达和功能如何变化，目前尚未探究。