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山東建筑大學科研團隊:研究植物先天免疫機制取得重要成果

發布時間:2022-05-07 作者:魏海政 張之穩 來源:中國教育新聞網

中國教育報-中國教育新聞網訊(記者 魏海政 通訊員 張之穩)日前,山東建筑大學市政與環境工程學院侯書國團隊聯合美國得克薩斯農工大學、杜克大學、法國圖盧茲大學、日本岡山大學等大學的相關研究團隊,通過對植物如何感受環境變化做出應激反應的研究,揭示了植物對病蟲害、干旱等環境脅迫因素的應激機理。這一重要發現改變了人們以往對植物與環境之間相互作用關系的認知,對于促進生態良性循環和糧食安全問題具有重要意義。北京時間5月4日,國際著名學術期刊《自然》(Nature)在線發表這一研究成果。

綠色植物為地球生物提供食物來源,并在維持生態平衡、促進生態良性循環與發展和改善人類居住環境等方面起著至關重要的作用。植物經常面臨包括病原菌侵染等極端環境的影響。植物通過感知環境變化并做出應激反應,保護自身免受環境惡化的影響。因此,研究植物感知環境變化并做出應激反應的機制,有助于應對環境變化,解決糧食和生態安全等問題。

該研究首次報道了一類結構全新的植物細胞因子SCREWs。為了鑒定新的參與植物免疫調控的植物細胞因子,研究人員分析了受病原菌誘導表達的擬南芥轉錄組,并篩選了病原菌上調表達的分泌肽。其中,SCREWs能夠被病原菌及微生物相關分子模式(MAMPs)強烈誘導表達。通過免疫誘導分析,研究發現SCREWs羧基端31個保守的氨基酸能夠通過誘導MAPK激活和植物生長抑制等典型的免疫反應。結構預測顯示,該小肽通過兩個保守的半胱氨酸形成二硫鍵,其對SCREW免疫誘導起至關重要的作用。

研究還揭示SCREW1體外處理能夠激活包括胞質鈣升高、活性氧產生等典型的免疫反應和增強植物對丁香假單胞桿菌的抗性。為了進一步揭示SCREW調控植物免疫的分子機制,研究人員首先鑒定了SCREW的受體NUT。

侯書國副教授團隊長期從事植物與環境互作的分子生物學研究。自2012年以來,該團隊與美國得克薩斯農工大學何平教授、單立波教授,清華大學柴繼杰教授、山東大學張偉教授等團隊合作,創新性地提出了分泌肽作為植物先天免疫重要的調控因子,在揭示植物細胞因子調控植物先天免疫領域作出了突出的貢獻。研究團隊創新性地提出了分泌肽作為植物先天免疫重要的調控因子,在揭示植物細胞因子調控植物先天免疫領域做出了突出的貢獻。該研究獲國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省科技攻關計劃、山東省高校青創科技計劃等項目資助。

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