浙江
植物依赖细胞表面受体和胞内NLR免疫受体分别识别病原体的分子特征和效应蛋白，两层免疫系统如何协同工作并且防止NLR在未受感染时发生有害的自激活，一直是领域内悬而未决的重要问题。南京农业大学董莎萌教授团队联合英国帝国理工学院 Tolga Bozkurt 教授团队合作完成了题为“Surface immune signaling unlocks NLR activation through mRNA alternative splicing”的研究，他们发现植物表面PTI信号能够通过诱导NLR基因Rpi-vnt1.1的可变剪接来移除其N端自抑制结构域，从而为ETI的启动提供关键的许可控制，该成果于2026年7月3日发表在《Science》杂志上。
研究团队在分析马铃薯晚疫病抗性蛋白Rpi-vnt1.1时注意到，该基因在自然状态下能够产生两种mRNA剪接异构体，一种保留了5′端的一个U12型内含子，其翻译产物带有一段N端延伸序列，另一种则切除了该内含子，产生经典的含MADA基序的N端结构。他们用多种病原相关分子模式处理植物叶片后发现，PTI信号的激活能够显著促进Rpi-vnt1.1的内含子剪接，而这种剪接效应在bak1共受体突变体背景下几乎完全消失，说明该过程严格依赖于上游功能性PTI信号的传递。研究团队进一步通过5′RACE和蛋白质靶向质谱定量技术确认，PAMP处理后Rpi-vnt1.1的IR形式在总蛋白中的占比显著下降，相应的IS形式蛋白水平随之升高，证明PTI确实在蛋白层面改变了两种异构体的相对丰度。
研究团队为了直接验证剪接事件的生物学功能，他们分别构建了强制保留内含子和强制切除内含子的突变体，并将这些突变体转入植物中进行表达分析。他们观察到，表达IS形式的植物在无需额外PTI信号辅助的情况下就能够触发强烈的离子渗漏、活性氧爆发和过敏反应，免疫反应的强度和速度都远超野生型Rpi-vnt1.1，而IR形式则几乎无法激活任何有效的免疫输出，其表型与P-loop失活的点突变体十分接近。此外，在分子层面，研究团队利用蓝绿温和电泳和共免疫沉淀实验分析了不同形式的Rpi-vnt1.1在效应蛋白AVRvnt1存在下的行为，结果显示只有IS形式的蛋白能够高效地形成高阶寡聚体，也就是典型的抗病小体结构，而带有N端延伸的IR形式几乎检测不到任何寡聚化信号，也无法与自身发生同源相互作用。研究团队进一步的AlphaFold3结构预测也支持了这一结论，模型显示IR形式的N端延伸会直接遮挡和位移MADA基序的成孔螺旋，使其无法嵌入膜结构并完成功能性的抗病小体组装。
随后，研究团队在稳定表达IR形式的转基因马铃薯株系中接种植疫霉菌，发现病原菌诱导的内源剪接反应在这些株系中明显受阻，植株对晚疫病的抗性显著弱于表达IS形式的对照株系。他们利用病毒诱导的基因沉默技术在本氏烟和马铃薯中敲低BAK1的表达，结果PTI信号受损后病原菌诱导的剪接被有效抑制，同时Rpi-vnt1.1介导的抗性也随之下降，而在bak1突变体背景下直接转入已经切除内含子的IS形式，抗性功能则能够完整保留，不受PTI缺陷的干扰。研究团队对大量植物基因组中的NLR序列进行系统搜索后还发现，带有类似N端延伸结构的CNL类型在被子植物和茄科植物中广泛存在，他们将其中不同长度的延伸序列融合到Rpi-vnt1.1的N端进行功能测试，结果显示长度超过16个氨基酸的延伸几乎都能有效抑制该受体的细胞死亡诱导活性，而短于16个的则影响不大，这一保守特征提示通过可变剪接移除N端抑制子可能代表了植物体内一种普遍采用的NLR活性调控策略。
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