近日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心王二濤團隊揭示了細胞質類受體激酶MtLICK1/2在豆科植物與根瘤菌共生信號轉導和免疫調控中的雙重功能，拓展了科學家對共生與免疫交叉新領域的認知。
在復雜的土壤環境中，植物生長既包括可以和植物建立共生關系的有益菌，又包括導致植物病害的病原菌。其中，根瘤菌可以和豆科植物建立共生關系，將大氣中的氮轉化為植物可利用的銨，而植物則為根瘤菌提供光合產物作為碳源，二者互利共生。與之相反，病原微生物威脅著植物健康和作物產量。因此，豆科植物如何區分根瘤菌與病原菌，在建立共生關系的同時保持免疫防御能力，是植物生物學領域的未解之謎。
建立豆科植物-根瘤菌共生關系的核心在于植物對微生物分泌共生信號的識別。其中，植物細胞表面的受體激酶如MtLYK3和受體蛋白MtNFP識別根瘤菌分泌的結瘤因子，啟動共生信號轉導。然而，關于MtLYK3和MtNFP受體復合體如何激活共生信號通路仍然未知。該研究發現，細胞質類受體激酶MtLICK1/2與MtLYK3特異性相互作用，在根瘤共生過程中通過相互磷酸化激活結瘤因子受體復合物，從而啟動共生信號轉導。
進一步，該研究揭示了MtLICK1/2在“共生-免疫”調控中的雙重功能。一方面，作為結瘤因子信號通路的關鍵組分，MtLICK1/2的激酶活性直接受結瘤因子調控，進而控制根瘤菌侵染和根瘤器官發育；另一方面，MtLICK1/2在根瘤菌侵染區被激活，有效抑制植物免疫反應，如MAPK的激活、活性氧的爆發以及免疫相關基因的表達。這一免疫調控機制確保了共生關系的建立，維持了植物基礎免疫能力，詮釋了豆科植物如何在“共生-免疫”這一看似矛盾的生命過程中取得平衡。
5月6日，相關研究成果以A kinase mediator of rhizobial symbiosis and immunity in?Medicago為題，發表在《自然》（Nature）上。研究工作得到國家自然科學基金和中國科學院相關項目等的支持。
論文鏈接
MtLICK1/2在豆科植物與根瘤菌共生信號轉導和免疫調控中的雙重功能
本文鏈接：研究揭示豆科植物共生固氮新機制?http://m.sq15.cn/show-12-1102-0.html
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