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当植物受到病原体攻击细胞膜到细胞核会一路拉“警报”

2020-08-27 08:36:06 整理发布   转载来源:科技日报  

科技日报讯 (王筱骄 记者王春)像人类一样,植物也需要面对来自周围的各种威胁,会受到病毒和细菌的攻击。在长期进化过程中,植物已形成一系列复杂且巧妙的机制来感知来自病原体的威胁,并产生相应的防御反应,从而阻止或消除病原体的入侵...《当植物受到病原体攻击细胞膜到细胞核会一路拉“警报”

科技日报讯 (王筱骄 记者王春)像人类一样,植物也需要面对来自周围的各种威胁,会受到病毒和细菌的攻击。在长期进化过程中,植物已形成一系列复杂且巧妙的机制来感知来自病原体的威胁,并产生相应的防御反应,从而阻止或消除病原体的入侵。

那么,植物是如何感知这些攻击呢?研究人员发现,植物能够通过细胞膜发现潜在攻击者,并发出“警报”。这些“警报”会传递给进行光合作用的叶绿体,最终到达存储遗传物质的细胞核,调节植物抗病基因表达。

近日,记者从中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海植物逆境生物学研究中心获悉,该中心西班牙籍专家罗莎·洛萨诺·杜兰研究团队8月24日在国际著名学术期刊《细胞》上发表了一项研究,揭示了一条连接细胞膜和叶绿体的重要信号传递途径。

据介绍,植物细胞表面的细胞膜能够将细胞内部与外部环境相隔离,而细胞膜外侧是潜在病原体接触的场所。植物首先通过细胞膜感知特定分子发现病原体的存在,并发出“警报”信号,这些“警报”信号再传递到细胞内部,到达包括叶绿体在内的不同细胞区室,“警告”叶绿体威胁的存在,紧接着,叶绿体通过“逆行信号传递”过程将这些信息传递至细胞核,从而调节植物抗病基因表达,激活防御以对抗入侵者。

在此基础上,该研究团队还发现,植物病原体及其宿主植物长期处于类似“军备竞赛”的共同进化中,病原体可以“劫持”这种在植物细胞内部传递信息的途径。一些来自植物病毒和病原细菌的蛋白质可以与细胞膜结合并进入叶绿体内部,然后这些病原体蛋白会破坏叶绿体与细胞核之间的通讯,从而阻碍植物防御反应的激活,反过来帮助病原体生存和繁殖。

目前,研究发现不同的病原体均进化出了相似的策略来利用植物的这种信号传递过程,证明了这条连接细胞膜和叶绿体的信号传递途径在植物与微生物相互作用中起着核心作用。

该研究团队表示,后续还将继续探索“信息”在细胞内传递的过程,以期在没有病原体存在的情况下,通过提高植物对病原体的防御能力,达到改善植物健康状况和不影响植物生长的双重目的。


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