浙江大学揭示脂多糖LPS诱导植物产生胞内活性氧的迸发
2018/2/8 来源:植物科学最前沿

近日,Plant physiology在线发表浙江大学梁岩团队题为“Lipopolysaccharides trigger two successive bursts of reactive oxygen species at distinct cellular locations” 的研究论文。该研究揭示了脂多糖LPS诱导植物产生细胞内活性氧的迸发。 

脂多糖LPS是革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成份,是一种重要的病菌相关分子模式(MAMPs),会诱发植物和动物的免疫应答反应。在动物中,LPS的脂质A组分(Lipid A)会被两种机制识别,分别是位于膜上的受体及位于细胞内的受体。在植物中,之前的研究发现拟南芥质膜蛋白LORE(包含B-lectin结构域的类受体激酶)负责感知LPS,介导了LPS诱导的免疫反应。但除了LORE之外,植物识别LPS分子机制及LORE相关的下游信号转导通路还知之甚少。


Figure 1. LPS诱导植物产生细胞内活性氧的迸发


该课题组研究发现,LPS可以诱导植物产生两次的活性氧爆发,LPS诱导产生的第一次短暂的活性氧爆发和细菌鞭毛蛋白(flg22)诱导产生的一样,但比flg22要弱很多;除了这个典型的MAMP诱导的活性氧爆发,LPS还诱导产生了第二次活性氧爆发,相比于第一次爆发,持续时间更长,强度更大。显微观察发现LPS诱导产生的第二次活性氧爆发是叶绿体产生的(Figure 1.),并且LPS可以破坏叶绿体的结构和功能。这是一个全新的MAMPs引起的免疫反应。LPS的Lipid A组分是诱导产生第二次活性氧迸发的主要成分。LPS诱导的后期活性氧爆发在各个物种中广泛存在,说明这是一个保守的反应。有意思的是,LPS引起的第二次活性氧爆发是部分依赖于LPS受体蛋白LORE,这些结果为研究植物识别LPS的信号转导通路提供了重要线索。

该研究由浙江大学梁岩课题组,岑海燕课题组和中科院上海植生所Chanhong Kim课题组以及美国Georgia大学的Russell W. Carlson和美国Missouri大学的Gary Stacey合作完成,浙江大学博士后上官科科为论文第一作者,浙江大学梁岩研究员为通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金委,中国博士后基金资助。


查看原文:http://www.plantphysiol.org/content/early/2018/02/02/pp.17.01636