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    我國學者在植物內源天然產物研究方面取得進展

    日期 2020-07-01   來源:化學科學部   作者:張艷 邢曦雯 陳擁軍  【 】   【打印】   【關閉

    圖. SFN抑制III型分泌系統表達的分子機制簡圖

      在國家自然科學基金項目(批準號:21625201、21961142010、21661140001、91853202、21521003、21922702、31301045、31521001、81973279)資助下,北京大學化學與分子工程學院雷曉光課題組與中國科學院遺傳與發育生物學研究所周儉民課題組、國家蛋白質中心楊靖課題組合作,在植物內源天然產物與微生物相互作用研究方面取得進展,相關研究成果以“擬南芥次生代謝物直接作用于細菌III型分泌系統的表達從而抑制細菌毒力(An Arabidopsis Secondary Metabolite Directly Targets Expression of the Bacterial Type III Secretion System to Inhibit Bacterial Virulence)”為題,于2020年4月8在線發表在《細胞宿主&微生物》(Cell Host & Microbe)雜志上。論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312820301682?via%3Dihub。

      許多植物天然產物通過抑制細菌的生命活動殺死細菌,該過程對有害和有益微生物都具有殺傷作用,因此,探究植物如何通過讓病原菌的致病“武器”III型分泌系統失效,將病原菌與共生菌區別開來,達到“不戰而屈人之兵”的抗菌效果,已經成為植物生物學研究領域一個重要科學問題。

      研究團隊發現,擬南芥醇提物中的天然分子蘿卜硫素(Sulforaphane, SFN)對丁香假單胞菌III型分泌系統相關基因(效應蛋白、轉錄調控因子)的轉錄以及表達有抑制作用。進一步通過對轉錄組及化學蛋白質組學的分析發現,SFN直接結合HrpS蛋白209位的半胱氨酸殘基,抑制HrpS和HrpR六聚體的形成,從而抑制了HrpL的表達,使得植物病原菌III性分泌系統相關基因表達受到抑制。通過該生物機制,SFN分子能夠特異性地降低病原菌的致病性,而不對益生菌產生毒性,從而起到了靶向防御的作用(如圖)。通過將病原菌與益生菌區別開來并“解除武裝”,植物能夠最大限度的保證自身的正常生理活動不受影響,達到“不戰而屈人之兵”的抗菌效果。

      該研究探究了植物如何將病原菌與共生菌區別開來,揭示了生物作用新機制,為植物保護提供了研究新思路。




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