研究揭示植物免疫反应的长效记忆机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

为了抵抗病虫害，植物已经进化出广泛的策略，这些策略在不同的时间尺度上展开。模式触发免疫（PTI）是一种即时的免疫反应，可以保护植物免受大多数攻击者的侵害。然而，专门的害虫和疾病可以抑制PTI，使它们能够启动与宿主的寄生互作。剩余的基础抵抗力太弱，不能阻止专门的攻击者，但有助于减缓它们的定殖。此外，特定的环境信号可以增强基础抵抗力。这种所谓的诱导抗性（IR）是由PTI相关防御的长期上调和激发介导的，因为PTI、基础抗性和IR有相似的信号途径。防御激素水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）在这些途径中发挥核心作用。虽然依赖SA的防御对活体营养型病原菌主要有效，但JA激活对死体营养型病原菌和植食性动物的防御。JA信号对防御基因表达的直接影响是有据可查的。在拟南芥中，活体营养型的JA-异亮氨酸（JA-Ile）刺激F-box蛋白COI1与JAZ抑制蛋白的结合。这种分子相互作用导致JAZ蛋白的泛素依赖性降解，这反过来又导致防御调节转录因子（TFs）MYC2/MYC3/MYC4和EIN3/EIL3的诱导活性。JA反应途径的MYC2/3/4和EIN3/EIL1分支受植物激素脱落酸（ABA）和乙烯（ET）的共同调控，分别引导JA途径激活对植食性动物或死体营养型病原菌的防御。

2023年1月6日，国际权威学术期刊Nature Plants发表了英国谢菲尔德大学J. Ton（Plant Cell | 研究揭示诱导抗性和植物生长之间的权衡机制！New Phytologist | 表观遗传学：植物免疫对抗病原体的催化剂！）团队的最新相关研究成果，题为Long-lasting memory of jasmonic acid-dependent immunity requires DNA demethylation and ARGONAUTE1的研究论文。

胁迫可以对植物产生长期的影响。在这篇文章中，科研人员报告了胁迫激素JA对拟南芥的防御表型、转录组和DNA甲基组的长期影响。瞬时JA信号传导3周后，5周龄的植物保留了对植食性动物的IR，但对病原体的易感性增加。转录组分析显示，JA依赖性防御基因的长期启动和上调，但对乙烯和水杨酸依赖性基因的抑制。长期的JA-IR与硫代葡糖苷成分的变化有关，需要MYC2/3/4转录因子、RNA导向的DNA甲基化、DNA脱甲基酶ROS1和小RNA（sRNA）结合蛋白AGO1。尽管甲基组分析没有发现MYC2/3/4控制的基因附近DNA甲基化的一致变化，但JA处理的植物特别富含低甲基化的ATREP2可转录元件（TEs）。突变体和转基因株系的表观基因组学特征显示，ATREP2 TEs受RdDM和ROS1的调控，并产生与核AGO1结合的21 nt sRNAs。由于ATREP2 TEs富含来自IR相关防御基因的序列，科研人员的结果表明，来自低甲基化ATREP2 TEs的AGO1相关sRNAs反式调节JA依赖性免疫的持久记忆。

本文转载自Ad植物微生物

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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