孟祥宗課題組發(fā)現(xiàn)促進(jìn)植物系統(tǒng)抗病性的小肽信號(hào)通路

小肽信號(hào)分子及其受體介導(dǎo)的信號(hào)途徑廣泛參與調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育、免疫應(yīng)答及環(huán)境適應(yīng)等眾多生命進(jìn)程。生命科學(xué)學(xué)院孟祥宗課題組在前期工作中揭示了分泌型小肽RGF7及其受體在誘導(dǎo)和放大植物免疫應(yīng)答中的功能及作用機(jī)制（Wang et al., New Phytologist 2021）；發(fā)現(xiàn)了EPFL4/5/6小肽信號(hào)通路調(diào)控花絲生長(zhǎng)及植物育性的作用機(jī)制（He et al., New Phytologist 2023）。

近日，孟祥宗課題組在Plant Physiology期刊上發(fā)表了題為“The pathogen-induced peptide CEP14 is perceived by the receptor-like kinase CEPR2 to promote systemic disease resistance in Arabidopsis”的學(xué)術(shù)論文，揭示了新型免疫誘導(dǎo)小肽CEP14及其受體CEPR2在調(diào)控植物系統(tǒng)抗病性中的功能及作用機(jī)制。

擬南芥中C末端編碼肽（CEP）家族由兩個(gè)亞家族組成：由CEP1-CEP12成員組成的I亞家族在根的形成和氮饑餓反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而II亞家族（CEP13-CEP15）的功能則未知。該研究中，作者發(fā)現(xiàn)擬南芥中II亞家族CEP成員CEP14經(jīng)水楊酸信號(hào)途徑被病原菌誘導(dǎo)表達(dá)；且CEP14小肽可誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生多種免疫應(yīng)答反應(yīng)。

CEP14受水楊酸途徑誘導(dǎo)表達(dá)且可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生多種免疫反應(yīng)

遺傳和生化分析表明：CEP14小肽被在擬南芥葉片中表達(dá)的類受體蛋白激酶CEP RECEPTOR 2（CEPR2）識(shí)別；CEPR2與SERK（Somatic Embryogenesis Receptor Kinase）家族類受體激酶BAK1和SERK4形成受體蛋白復(fù)合物，共同介導(dǎo)CEP14小肽的感應(yīng)。

CEP14小肽被CEPR2-BAK1/SERK4受體復(fù)合物感知

進(jìn)一步的植物抗病性分析發(fā)現(xiàn)：在擬南芥轉(zhuǎn)基因植物中誘導(dǎo)表達(dá)CEP14可大幅增強(qiáng)擬南芥對(duì)丁香假單胞菌的抗性，而CEP14或CEPR2的缺失突變則顯著減弱擬南芥對(duì)丁香假單胞菌的系統(tǒng)性抗性。

CEP14小肽-CEPR2受體信號(hào)模塊促進(jìn)擬南芥的系統(tǒng)抗病性

綜上，該研究揭示了擬南芥中由水楊酸信號(hào)途徑誘導(dǎo)表達(dá)的CEP14小肽作為一種新型植物內(nèi)源免疫誘導(dǎo)子，被CEPR2-BAK1/SERK4受體復(fù)合物感知，激活植物免疫反應(yīng)并促進(jìn)植物系統(tǒng)抗病性。

上海師范大學(xué)師資博士后王曉洋為該論文的第一作者，孟祥宗教授為通訊作者。廣州大學(xué)/蘭州大學(xué)黎家教授和陜西師范大學(xué)王國棟教授為該研究提供了幫助。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和國家資助博士后研究人員計(jì)劃的資助。

（供稿、圖片：生命科學(xué)學(xué)院）