植物免疫信号传导中间物的发现可能导致更多抗虫作物

已经确定了植物免疫系统中的新角色。KAUST科学家已经确定需要MAP4K4蛋白来对环境病原体进行适当的防御。

这一发现有助于解释对植物免疫信号的严格控制，并揭示了作物育种者可以操纵的分子途径中的靶标。KAUST沙漠农业中心植物科学教授Heribert Hirt说：“我们的发现可直接用于使植物对病原体具有更强的抵抗力。”

MAP4K4(促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶激酶4的缩写)是人类免疫和炎症的公认参与者，但其在植物抗病性中的作用尚不清楚。希特和他的合作者在一个大型屏幕上偶然发现了杂草拟南芥拟南芥中涉及信号传导的蛋白质。通过研究缺少MAP4K4有效拷贝的突变植物，Hirt的团队随后深入研究了该蛋白的核心功能。

首先，他们表明MAP4K4对于对flg22的正确免疫反应至关重要，而flg22是一种由致病微生物的丝状鞭毛中发现的细菌蛋白衍生的肽。KAUST研究人员与法国同事合作，由Hirt和博士后研究员Yunyun Jiang领导，然后详细介绍了如何进行。

已经确定了植物免疫系统中的新角色。KAUST科学家已经确定需要MAP4K4蛋白来对环境病原体进行适当的防御。图片来源：阿卜杜拉国王科技大学

他们证明MAP4K4直接在另一种蛋白质 BIK1的几个位点上添加化学标签(以磷酸基团的形式)。蒋解释说，这有助于稳定BIK1并促进高毒性分子的产生，这些分子在病原体抗性中起着关键作用。研究人员还显示，MAP4K4用磷酸盐装饰物标记BIK1的阻遏物。这种化学修饰使负调节剂失效，从而进一步促进BIK1活化。

到目前为止，Hirt和他的研究小组仅描述了MAP4K4在拟南芥免疫中的这一功能。他们在EMBO报告中报告了调查结果。

希特说：“下一步是通过产生敲除突变体，也在农作物中检验我们的发现。” “现在，通过使用在番茄，大米和其他具有农业重要性的物种中建立的CRISPR-Cas9基因编辑技术，这已经相当可行。”

Heribert Hirt(左)和Jiangyunhe讨论了他们的工作结果。信用：KAUST

研究人员还计划检查MAP4K家族中其他调节蛋白的作用，其中至少10种存在于植物中。有趣的是，江表示一个家庭成员MAP4K3似乎与MAP4K4具有协同作用，以控制BIK1稳定和病原体诱导的免疫反应。

因此，密切相关的MAP4K蛋白可以共享重叠的功能，但也具有不同的特征，这些特征共同有助于植物免疫信号的忠诚。对这些信号传导机制的更好了解可以帮助农业综合企业阻止植物病原体的侵袭。

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