近日，我校生物科學與技術學院尹偉倫院士、夏新莉教授團隊在Plant Biotechnology Journal（一區，Top期刊）發表題為“PTI-ETI synergistic signal mechanisms in plant immunity”的綜述論文。
作為陸地生態系統的基石，植物已經進化出一系列復雜的防御機制來抵御病原體的無情攻擊，包括PTI和ETI在內的多層免疫系統（圖1）。這篇綜述旨在提供對植物內源性免疫逐步激活的當前知識的全面概述，強調了這些途徑之間復雜的相互作用及其對整體植物免疫反應的貢獻。
圖1 植物免疫信號網絡模式圖
植物的第一道免疫防線由細胞表面的模式識別受體（PRRs）構成，它們通過招募共受體來識別入侵病原體的保守特征，從而激活模式觸發免疫（PTI），為植物提供基礎的疾病抵抗力（圖2）。與此同時，植物也演化出了核苷酸結合/亮氨酸富集重復（NLR）受體直接結合效應子或在宿主細胞內感知其存在，觸發被稱為效應子觸發免疫（ETI）的第二層防御（圖2）。
圖2 PRRs和NLRs介導的免疫信號傳導
植物免疫的PTI-ETI交互作用展示了一個綜合性的防御體系，其中PRR和NLR這兩類受體雖分別觸發，卻被認為在植物的統一防御系統中扮演著相互依賴的角色（圖3）。這種交互作用的亮點在于，NLR介導的免疫反應通常與PTI共同激活，或者在PTI的基礎上進一步發展成ETI，而獨立于PTI之外激活NLR的情況較為罕見。PRR和NLR之間的相互作用能夠促進細胞間信號的傳遞，從而激活一系列下游防御基因。
圖3 PRRs和NLRs介導免疫系統的串擾模型
在植物免疫的PTI和ETI的協同信號轉導中，ROS和Ca2+信號發揮著至關重要的作用（圖4，5）。這兩種免疫機制在不同的時空范圍內運作，需要借助第二信使作為“語言代碼”，將外部信號傳遞到細胞內部，并激活下游的信號網絡。越來越多的證據強調了ROS和Ca2+信號在精細調節植物免疫反應中的細胞網絡中的重要性。
圖4 植物免疫中ROS的生成和清除通路示意圖
圖5 植物免疫中Ca2+信號傳導通路示意圖
我校生物科學與技術學院夏新莉教授為本文通訊作者，博士研究生于曉倩為論文第一作者。尹偉倫院士對研究進行了指導，團隊碩士研究生牛浩強以及青年教師劉超、王厚領參與了該研究工作。該成果得到農業生物育種重大項目（2022ZD0401503）和國家自然科學基金（32071734）的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14332
