（2020.11.16?園藝研究）

大白菜（Brassica rapa ssp.Pekinensis）是東北亞地區(qū)包括中國、朝鮮、韓國和日本等國家廣泛種植的重要蔬菜作物，與模式種擬南芥關(guān)系密切。其生長與多種微生物自然相關(guān)，包括病毒，細(xì)菌，真菌等。植物利用大量的細(xì)胞表面和細(xì)胞內(nèi)免疫受體來感知與病原體感染相關(guān)的各種免疫原性信號，進而激活防御，研究早期的免疫信號事件對開展此類蔬菜作物抗病育種的研究具有重要意義。

近日，Horticulture Research在線發(fā)表了韓國首爾國立大學(xué)Cécile Segonzac團隊題為Perception of unrelated microbe-associated molecular patterns triggers conserved yet variable physiological and transcriptional changes in Brassica rapa ssp.pekinensis的研究論文，揭示了模式觸發(fā)免疫Pattern-triggered immunity（PTI）在作物保護方面的相關(guān)性，并為蕓苔屬植物抗病育種指明了特定的功能靶點。

PTI包括使植物抵御微生物入侵的不同轉(zhuǎn)錄和生理反應(yīng)。表面局部模式識別受體（PRRs）識別保守的微生物相關(guān)分子模式（MAMPs）并啟動分支信號級聯(lián)，最終有效地抑制病原體的生長。在模式種擬南芥中，雖然不同PRRs觸發(fā)的早期PTI事件的性質(zhì)或強度取決于所檢測到的MAMP的來源和特征，但其廣泛保守。該研究鑒定了Brassica rapa基因組中存在的PRR同源物，發(fā)現(xiàn)了兩個拷貝的Elongation factor-Tu receptor（EFR），進一步的遺傳轉(zhuǎn)化研究表明雖然BraEFR的兩個等位基因都有表達，且在蛋白序列上與AtEFR沒有明顯差異，但只有一個BraEFR的亞型是有功能。

之后研究者用細(xì)菌鞭毛蛋白flg22和真菌細(xì)胞壁成分幾丁質(zhì)這兩種不相關(guān)的MAMPs處理B.rapa幼苗。RNA-seq數(shù)據(jù)表明，這兩個MAMPs都引起了大量的轉(zhuǎn)錄重編程，并在30分鐘出現(xiàn)了明顯的重疊，包括2482個基因和1331個基因，分別被flg22和幾丁質(zhì)上調(diào)和下調(diào)。處理3h后，幾丁質(zhì)處理葉片的轉(zhuǎn)錄變化程度（上調(diào)基因2664個，下調(diào)基因3690個）高于flg22處理葉片的轉(zhuǎn)錄變化程度（上調(diào)基因1298個，下調(diào)基因2510個），上調(diào)的DEGs主要與激素和防御化合物的生物合成有關(guān)。研究結(jié)果表明，B.rapa對幾丁質(zhì)的響應(yīng)比flg22更強、更持久或更明顯，與擬南芥相比，B.rapa的幾丁質(zhì)感知受到不同的調(diào)控，并導(dǎo)致與抗真菌防御相關(guān)的特異性反應(yīng)（例如合成不同的吲哚-硫代葡萄糖酸鹽化合物）。

最后，使用MAMP誘導(dǎo)的保護實驗，證明細(xì)菌和真菌MAMPs激發(fā)了B.rapa強大的免疫力，盡管在早期信號事件的動力學(xué)和振幅上存在顯著差異。這些結(jié)果突出了PTI在植物防御中的關(guān)鍵作用，進一步提高了PRRs作為抗病蔬菜作物標(biāo)記輔助育種靶標(biāo)的重要性。