近日，福建农林大学海峡联合研究院园艺中心陈栩课题组在PNAS发表了题为Salicylic acid-mediated plasmodesmal closure via Remorin-dependent lipid organization的研究论文，揭示了植物抗病防卫反应的重要激素水杨酸通过促进细胞膜上膜微区组成蛋白Remorin形成聚合态，介导脂质筏（lipid-raft）形成膜微区并呈有序液相从而降低质膜流动性，导致胞间连丝通透性降低的分子机制。
胞间连丝（plasmodesmata，PD）是植物细胞特有的一种连接方式，贯穿两个相邻植物细胞的细胞壁并连接两个原生质体，执行植物细胞间物质运输和信号通讯，在植物生长发育和响应逆境胁迫过程中具有重要的功能。在病原菌与宿主植物互作过程中,病毒通过增加胞间连丝孔径完成从一个细胞入侵至相邻细胞；而宿主植物则合成水杨酸（Salicylic acid，SA），启动防卫反应降低胞间连丝通透性来阻止病毒的扩散。虽然SA介导的下游信号已被阐明的相对清晰，然而胞间连丝的结构和功能如何响应SA介导的植物防卫反应仍知之甚少。
陈栩课题组与合作者的最新研究发现，外源SA处理能显著降低胞间连丝的通透性，而且依赖于细胞膜的脂质筏，SA处理显著增加质膜上脂质筏从无序液相（liquid disordered phase）转变成有序液相（liquid-ordered phase）。研究人员通过对膜微区的组成蛋白Remorin1.2 和Remorin1.3进行分析，结合遗传学、细胞生物学等结果发现SA信号促使质膜上脂质筏形成膜微区、转变成有序液相、介导胞间连丝关闭等过程依赖于Remorin蛋白，而且位于经典SA信号途径中NPR基因的上游。进一步研究证明14-3-3家族成员GRF10蛋白受SA诱导转移到细胞膜聚集并且作为adaptor介导Remorin1.2 和Remorin1.3形成聚合态，促使质膜上脂质筏形成膜微区、转变成有序液相从而降低质膜流动性，降低胞间连丝通透性来阻止病毒在宿主植物细胞间的扩散。
图A. 免疫金标记Remorin在胞间连丝的定位。图B. 对remorin突变体和过表达材料的胞间连丝孔径大小统计结果。图C.TEM和3D Tomography解析Remorin蛋白调控胞间连丝的孔径变化示意图。图D.SA通过Remorin蛋白介导调节质膜脂质筏来调控胞间连丝开闭的工作模型图。
综上所述，该研究发现了水杨酸信号可以通过质膜脂质筏从无序液相转变成有序液相来调控质膜流动性，从而关闭胞间连丝来阻止病原菌扩散的植物防卫反应和抗性新型分子机制，该工作为研究水杨酸参与植物防卫反应和提高植物抗性提供了新的思路。
据悉，福建农林大学为第一完成单位，园艺中心陈栩教授为该论文的通讯作者，课题组讲师黄定全、2016级硕士研究生孙延彪与新加坡南洋理工大学博士生Zhiming Ma为该论文共同第一作者。香港中文大学Liwen Jiang实验室和南洋理工大学Yansong Miao实验室对该研究提供了大量帮助，另外中科院遗传所、上海生化所、上海植生所和奥地利科技学院的合作者也参与了该工作，该研究得到了国家重点研发项目、国家自然科学基金等项目的资助。
来源：福建农林大学。论文链接：
https://www.pnas.org/content/early/2019/09/30/1911892116
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