近日，我校生命科學學院孟祥宗課題組在New Phytologist上發表了題為Perception of the pathogen-induced peptide RGF7 by the receptor-like kinases RGI4 and RGI5 triggers innate immunity in Arabidopsis thaliana的研究論文，揭示了擬南芥分泌小肽RGF7及其受體在誘導和放大植物免疫應答中的功能及作用機制。

小肽信號分子在調控植物生長發育及免疫應答過程中發揮重要作用。已有研究表明，小肽分子RGF1（Root Meristem Growth Factor 1）在擬南芥根尖部位特異表達并被RGI（RGF1 Insensitive）家族類受體激酶（RGI1-RGI5）識別，調控擬南芥根尖干細胞發育(Matsuzaki et al., 2010; Ou et al., 2016)。孟祥宗課題組在該論文中研究發現，RGF1的同源小肽分子RGF7在擬南芥葉片中受病原菌誘導表達，但RGF1及其他9個RGF家族成員則不受病原菌誘導表達。進一步研究發現，RGF7編碼基因的表達受到轉錄因子WRKY33及其上游絲裂原活化蛋白激酶MPK3/MPK6和鈣依賴蛋白激酶CPK5/CPK6的正向調控。在擬南芥轉基因植物中誘導表達RGF7可誘導擬南芥產生多種免疫反應，并可大幅提高擬南芥對丁香假單胞菌的抗性。生化和遺傳學分析表明RGF7小肽被在擬南芥葉片中表達的RGI家族類受體激酶RGI4和RGI5所識別，而SERK（Somatic Embryogenesis Receptor Kinase）家族類受體激酶BAK1和SERK4則作為共受體，與RGI4/RGI5互作并組成受體蛋白復合物，共同介導RGF7小肽的感應。RGI4和RGI5基因的同時缺失突變導致擬南芥對丁香假單胞菌抗性的顯著減低；反之，過表達RGI4或RGI5基因則可顯著提高擬南芥對丁香假單胞菌的抗性。這些結果表明，受病原菌誘導表達的RGF7小肽是一種新型的植物內源免疫誘導子，被RGI4/RGI5-BAK1/SERK4受體蛋白復合物識別，進而誘導擬南芥免疫應答并增強其對病原菌的抗性。同時，MPK3/MPK6/CPK5/CPK6-WRKY33信號傳導模塊則通過誘導RGF7編碼基因的表達，形成一個放大植物免疫應答的正反饋通路（圖1）。

上海師范大學和上海大學聯合培養碩士研究生王曉洋為該論文的第一作者，孟祥宗教授為通訊作者。蘭州大學黎家教授為該研究提供了幫助。該研究得到了國家自然科學基金項目的資助。

（供稿、圖片：生命與科學學院）

擬南芥RGF7小肽誘導和放大植物免疫應答的分子機制

參考文獻

Wang X, Zhang N, Zhang L, He Y, Cai C, Zhou J, Li J, Meng X. 2021. Perception of the pathogen-induced peptide RGF7 by the receptor-like kinases RGI4 and RGI5 triggers innate immunity in Arabidopsis thaliana. New Phytol, https://doi.org/10.1111/nph.17197.

Matsuzaki Y, Ogawa-Ohnishi M, Mori A, Matsubayashi Y. 2010. Secreted peptide

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Ou Y, Lu X, Zi Q, Xun Q, Zhang J, Wu Y, Shi H, Wei Z, Zhao B, Zhang X, He K, Gou X, Li C,

Li J. 2016. RGF1 INSENSITIVE 1 to 5, a group of LRR receptor-like kinases, are essential

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