2024年3月15日，贵州大学、江苏省农科院刘凤权团队与英国爱丁堡大学Gary Loake团队合作在Science子刊Science Advances上在线发表了题为 S-nitrosylation of a receptor-like cytoplasmic kinase regulates plant immunity 的研究论文。该研究揭示了一氧化氮（NO）调控寄主植物抵抗病原物侵染的新机制，首次发现NO是PTI免疫中诱导ROS爆发的关键信号分子，明确NO对PTI核心蛋白BIK1在翻译后水平的交叉修饰，解析了在PTI免疫中NO作为信号分子促进ROS爆发的分子机制，完善了PTI免疫信号转导网络，解答了1998年Nature论文中存留的相关科学问题。

植物与病原菌互作过程中活性氧（ROS）的持续爆发是植物早期而且重要的免疫响应，也是 P/PAMP 识别触发PTI免疫的关键特征。1998年Nature论文报道了NO参与植物免疫反应并调控ROS产生，但是NO参与调控PTI免疫的机制并不清楚。研究发现PAMP分子flg22处理后植物细胞内总蛋白的亚硝基化修饰显著增加，且在gsnor1-3突变体中ROS的产生显著强于野生型，表明在PTI过程中，NO是ROS产生的关键调控因子。进一步生理、遗传和生化研究发现在PTI系统中核心蛋白的bik1突变体对NO表现相对不敏感，表明在PTI过程中NO促进ROS的产生依赖于蛋白激酶BIK1；发现在PTI过程中BIK1可以被NO进行S-亚硝基化修饰，且BIK1在Cys80位点的S-亚硝基化修饰可以增强BIK1蛋白激酶活性、稳定性以及与ROS合成相关蛋白RBOHD的物理互作。结构分析和计算机模拟表明S-亚硝基化修饰促进BIK1与ATP结合并进一步促进RBOHD的磷酸化，最终促进和增强ROS爆发和植物免疫反应。根据上述结果，该研究提出了在植物PTI免疫中NO通过增强核心蛋白BIK1的亚硝基化作用，进而促进活性氧爆发的工作模式，完善了PTI免疫信号转导途径及调控网络，为利用作物的抗病性实现对病害的绿色防控提供了理论基础、基因资源和新的策略。

贵州大学、江苏省农科院和爱丁堡大学分别为论文的第一、二和三署名单位。崔北米博士和潘巧娜博士为论文共同第一作者，刘凤权教授和Gary Loake教授和为共同通讯作者，中科院遗传所王义琴副研究员，中科院深圳先进技术研究院崔文强博士、袁曙光研究员，帝国理工大学 Verity Loake参与部分研究工作。

刘凤权教授是我校农学院新近引进的国家级领军人才。近年来一直从事植物免疫调控的分子机制研究，与国内外研究者合作在病原细菌效应子和水杨酸调控介导的植物免疫机制研究方面取得了一些重要进展。在Cell Host Microbe，Nature Plants， Molecular Plant，Science Advance, Trends in Plant Science，Trends in Microbiology等杂志上发表相关论文20余篇。

来源：贵州大学新闻网

编辑：溪山融媒中心  李国祥

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