The Plant Cell | 英国约翰英纳斯研究中心在植物免疫受体工程设计方面取得重要进展！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

植物免疫系统工程化提供了遗传解决方案，可减轻由多种具有重要农业意义的病原体和害虫引起的作物病害。改造富核苷酸结合亮氨酸重复（NLR）超家族的细胞内植物免疫受体，扩大对病原体毒力蛋白（效应蛋白）的识别，是一种很有前景的抗病工程化方法。然而，工程设计会导致 NLR 自动激活，从而产生对植物有害的组成型防御反应。这可能是由于植物 NLR 在高度复杂的信号网络中相互关联，共同进化，而通过育种或基因修饰进行的改变可能会产生不相容的组合，导致自身免疫表型。水稻（Oryza sativa）NLR 对 Pik 的传感蛋白和辅助型 NLR 共同进化，非共同进化等位基因之间的不匹配会引发组成性激活和细胞死亡。这限制了利用蛋白质修饰来设计病原体识别和增强这些 NLRs 介导的抗病性的程度。

2023年7月24日，国际权威学术期刊The Plant Cell发表了英国约翰英纳斯研究中心的Mark Banfield（PNAS | 研究揭示稻瘟病菌效应蛋白调节水稻免疫识别的机制！PNAS | 研究揭示植物免疫受体如何感知结构不同的毒力因子！eLife | 研究揭示功能多样化导致水稻免疫受体的等位基因特异化！PLOS PATHOGENS | 约翰英纳斯中心揭示水稻免疫受体等位基因广谱识别稻瘟病菌效应因子的机制！Journal of Biological Chemistry | 深度解读植物免疫系统的分子基础！）团队的最新相关研究成果，题为Allelic compatibility in plant immune receptors facilitates engineering of new effector recognition specificities的研究论文。

在这篇文章中，科研人员剖析了烟草中 Pik 对的不相容性决定因子，发现整合在 Pik-1 中的重金属相关（HMA）结构域不仅在进化过程中与病原体效应蛋白结合，而且还可能与其他 NLR 结构域共同进化，以维持免疫平衡。这就解释了为什么整合结构域的变化会导致自动激活。然后，科研人员利用这一知识促进了新效应蛋白识别特异性的工程化，克服了最初的自身免疫惩罚。科研人员的研究表明，通过对水稻传感蛋白和辅助型 NLRs Pik-1 和 Pik-2 的等位基因进行错配，科研人员可以整合出具有新型和增强识别特异性的合成结构域。综上所述，科研人员的研究结果揭示了一种 NLRs 工程策略，它有可能扩大整合范围，从而在植物中产生新的抗病特异性。

Pik 辅助型 NLRs 的等位基因错配可用于减轻纳米抗体整合在 Pikm-1 中产生的自身活性

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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