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PBJ上海植物逆境研究中心YojiKa [复制链接]

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在动物体中,有许多被称之为细胞因子的内源小肽,如白细胞介素,干扰素,作为信号分子在免疫等生物学过程中发挥重要作用。与动物细胞因子相似,当植物受到创伤或病虫害的侵染,植物也会产生内源信号小肽,它们被称作植物细胞因子(phytocytokines)。但是由于它们的分子量小,表达量低,比较难以鉴定。已经鉴定出的植物细胞因子还仅限于系统素(systemin),拟南芥短肽激素(AtPeps),快速碱化因子(RALFs)和植物磺肽素(PSKs)等少数几个家族。近期,PlantBiotechnologyJournal在线发表了中科院分子植物卓越中心/上海植物逆境生物学研究中心YojiKawano课题组和福建农林大学刘仁义课题组合作完成的题为“Identificationofendogenoussmallpeptidesinvolvedinriceimmunitythroughtranscriptomics-andproteomics-basedscreening”的研究论文,给有效鉴定植物细胞因子的前体--—小分泌蛋白(smallsecretedprotein,SSP)带来新的思路。

水稻作为全球最重要的主食之一,病虫害严重威胁水稻产量。YojiKawano课题组和刘仁义课题组设计一个将转录组学和蛋白组学结合的方法,利用水稻植株和悬浮细胞两个体系,筛选能被稻瘟病菌Magnaportheoryzae(M.oryzae)侵染或者稻瘟病菌的诱导子(elicitor)—几丁质处理而诱导的植物细胞因子的前体蛋白质SSPs。把通过RNA-seq和利用质谱鉴定到的候选SSPs进行整合,共鉴定得到个候选小分泌蛋白质,包括两个已知的植物细胞因子家族,快速碱化因子(RALFs)和植物磺肽素(PSKs),以及许多免疫相关的蛋白质家族,比如蛋白酶抑制剂(PIs)和发病机理相关蛋白家族(PRs)。更为重要的是,候选SSPs中还包括52个功能未知的蛋白,因而有可能是新的植物细胞因子的前体。其中一个命名为免疫应答肽(IRP)新基因,它可能编码一个植物细胞因子。细菌肽聚糖(bacterialpeptidoglycan)和真菌几丁质处理能够诱导IRP的表达,并且所编码的蛋白被分泌到细胞外。在过表达IRP的水稻悬浮细胞中,抗病相关基因PAL1的表达被激活,并且分裂素激活蛋白激酶(MAPKs)的活性在过表达IRP的水稻悬浮细胞中增强,说明IRP在水稻免疫中起着积极的作用。

简单且高效的方法,能够鉴定在水稻免疫过程中发挥重要功能的小分泌蛋白质。这一方法也可用于发现在植物其他生物学过程中发挥不同功能的小分泌蛋白质。

本论文共同第一作者为YojiKawano课题组博士研究生王萍渝和刘仁义课题组硕士研究生姚少伦。该研究受到了中国科学院上海植物逆境生物学研究中心、中科院先导项目B、中国科学院“百人计划”、国家自然科学基金、JSPSKAKENHI、theTakedaScienceFoundation、中科院院长国际奖学金计划的资助。

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