在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，為了抵抗不同類型的病原微生物的侵害，植物逐漸形成了一系列復(fù)雜而有效的保護(hù)機(jī)制。簡(jiǎn)言之，第一層防御是利用細(xì)胞表面的免疫受體, 也稱為模式識(shí)別受體 (pattern-recognition receptors, PRRs)，識(shí)別病原微生物相關(guān)分子模式 (pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)，引發(fā)下游的免疫反應(yīng)，這一層防御被稱為模式觸發(fā)的免疫反應(yīng) (pattern-triggered immunity, PTI)；然而病原微生物利用效應(yīng)蛋白逃避和抑制PTI，植物相對(duì)應(yīng)地進(jìn)化出一類包含核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域和亮氨酸富集重復(fù)區(qū)的受體類蛋白 (nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat receptors, NLRs), 直接或間接識(shí)別進(jìn)入到植物細(xì)胞內(nèi)的效應(yīng)蛋白, 其激活的免疫反應(yīng)被稱作效應(yīng)蛋白觸發(fā)的免疫 (effector-triggered immunity, ETI)。此外，局部感染可觸發(fā)全身獲得性抗性 (systemic acquired resistance, SAR)，使得植物在受到病原微生物第二次侵染時(shí)表現(xiàn)出更快更強(qiáng)的免疫反應(yīng)，同時(shí)具有更廣譜的抗病性。

近日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊The Plant Cell發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院徐光遠(yuǎn)副教授與美國(guó)德克薩斯農(nóng)工大學(xué)單立波教授和加拿大多倫多大學(xué)Keiko Yoshioka團(tuán)隊(duì)合作的最新研究成果，題為A Tale of Many Families: Calcium Channels in Plant Immunity的綜述論文。

發(fā)表文章網(wǎng)站截圖

植物在感知病原微生物的入侵后，會(huì)啟動(dòng)協(xié)同的免疫反應(yīng)。細(xì)胞質(zhì)鈣濃度[Ca2+]cyt的瞬時(shí)升高是植物免疫中的早期反應(yīng)之一。正常情況下質(zhì)外體中的游離Ca2+濃度遠(yuǎn)高于細(xì)胞質(zhì)。因此，鈣通道活性的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)是Ca2+內(nèi)流觸發(fā)下游免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵。植物不同層次的免疫系統(tǒng)中Ca2+在時(shí)間、幅度、持續(xù)時(shí)間、動(dòng)力學(xué)和來(lái)源上有所不同。近期的研究揭示了多種類型的鈣通道在植物免疫中的重要作用及其調(diào)控機(jī)制。此外，一些免疫受體可作為非典型的Ca2+通道。這些發(fā)現(xiàn)為研究免疫受體如何啟動(dòng)細(xì)胞死亡和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)開(kāi)辟了新的視角。本綜述系統(tǒng)總結(jié)了植物免疫中不同的Ca2+轉(zhuǎn)導(dǎo)通道，并分析了它們?cè)诿庖咝盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的分子和遺傳作用模式。本文還討論了控制這些通道的穩(wěn)定性和活性的調(diào)節(jié)機(jī)制。

植物免疫中的鈣信號(hào)

參與植物免疫的多種鈣通道?

植物免疫中Ca2+信號(hào)和Ca2+通道研究的未來(lái)展望

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)為論文的第一單位，植物保護(hù)學(xué)院徐光遠(yuǎn)副教授和加拿大多倫多大學(xué)的Wolfgang Moeder博士為該論文的第一作者。本研究受國(guó)家自然科學(xué)基金(32000200)和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才培育發(fā)展支持計(jì)劃的資助。