研究揭秘植物 “抵抗” 病原菌过程

6 月 15 日，《自然—植物》在线发表了华中农业大学教授 Kenichi Tsuda 团队的最新研究成果。研究人员利用植物体内原位细菌转录组及蛋白质组学技术，建立了病原细菌基因调控网络，报道了被寄主免疫系统攻击的病原细菌主要调控途径。

细菌致病因子的表达和植物免疫成分的变化形成了植物与微生物相互作用过程中的复杂关系。该关系的研究对全面理解细菌如何引起植物病害以及植物如何保护自己免受病原菌侵染至关重要。

为了研究感染期间细菌基因的表达模式，研究人员选取了模式细菌丁香假单胞菌和拟南芥作为研究材料。

通过对丁香假单胞菌的信使核糖核酸（mRNA）及蛋白质的分析，作者发现病原菌在宿主侵染过程中的核糖核酸（RNA）及蛋白表达与体外培养相比，存在较大差异，尤其是在植物与病原菌互作早期，说明这些早期基因表达模式的变化对侵染植物过程至关重要。

同时，为了解植物免疫对细菌基因表达的影响，研究人员选取了与植物免疫过程相关的拟南芥突变植株。对细菌转录及蛋白在不同突变体植株中变化的分析表明，受水杨酸（SA）调控的植物免疫参与了对细菌致病相关 mRNA 和蛋白质的抑制过程。值得一提的是，SA 介导的植物免疫能够特异地抑制介导病原菌毒性蛋白进入宿主体内的三型分泌系统尖端组分蛋白的累积。

通过对 4765 个基因的表达进行相互关联及聚类分析，研究人员鉴定出许多功能未知的基因簇能够参与细菌生长过程，同时成功预测出先前未知的转录调控因子，并进一步验证了这些转录因子确实参与了相关基因的表达调控和与病原菌的致病性。

此研究为分析植物与病原细菌互作的过程中，细菌遗传信息如何转化为功能蛋白提供了证据，有助于深入了解植物免疫抑制病原菌侵染的分子机制。