中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心上海植物逆境生物學(xué)研究中心外籍研究員羅莎 ·洛薩諾—杜蘭研究團隊發(fā)現(xiàn)了一條連接細胞膜和葉綠體的重要信號傳遞途徑，該途徑在植物感受到病原體威脅后能激活植物的抗病反應(yīng)。相關(guān)成果8月24日在線發(fā)表于《細胞》。

　　植物是地球上幾乎所有生命的基礎(chǔ)，植物和人類一樣，也會面臨周圍環(huán)境的各種威脅，同樣經(jīng)歷“生老病死”。為了保護自己，植物建立了一系列復(fù)雜而巧妙的機制感知、防御外界植物病原體的“侵犯”。而科學(xué)家的這一發(fā)現(xiàn)揭示了植物在這個機制中用來傳遞“敵情”的要道。

　　對信號的識別和響應(yīng)發(fā)生在植物細胞層面，植物細胞表面有一層細胞膜將細胞內(nèi)部與外部環(huán)境相隔離，細胞膜外側(cè)是潛在病原體接觸的重要場所。因而，植物需要通過細胞膜感知特定的分子，以了解潛在“攻擊者”的存在，并發(fā)出警報。

　　研究人員這樣描述這一過程：一些植物蛋白先與細胞膜相關(guān)聯(lián)，并在感知病原體存在時，從細胞膜轉(zhuǎn)移至葉綠體內(nèi)部，“警告”葉綠體有威脅存在。緊接著，葉綠體通過“逆行信號傳遞”過程，將這些信息傳遞至細胞核，從而調(diào)節(jié)抗病基因表達，激活防御以對抗入侵者。

　　研究還發(fā)現(xiàn)，病原體會破壞這種在植物細胞內(nèi)部傳遞信息的途徑。一些來自植物病毒和病原細菌的蛋白質(zhì)會“模仿”植物蛋白質(zhì)的行為。它們與細胞膜結(jié)合，當(dāng)植物細胞感受到攻擊時，其可移動至葉綠體。一旦進入葉綠體內(nèi)部，這些病原體蛋白會損害葉綠體與細胞核之間的通信，從而阻礙植物防御反應(yīng)的激活，幫助病原體生存和繁殖。

　　專家認為，這個途徑是植物細胞將“危險信號”從外界傳遞到葉綠體的策略之一，能快速、及時、準(zhǔn)確地整合信號并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)南掠雾憫?yīng)。而不同類別的病原體“借道”抑制植物防御，有力證明了這條連接細胞膜和葉綠體的信號傳遞途徑在植物與微生物相互作用中發(fā)揮著核心作用。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.07.020

　　文章鏈接：http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2020/8/357308.shtm （刊載于《中國科學(xué)報》 (2020-08-26 第1版 要聞，作者 何靜）