2019年12月11日，中山大学生命科学学院李剑峰教授团队在Cell Host ＆ Microbe（IF= 15.8）发表了题为“Cross-microbial protection via priming a conserved immune co-receptor through juxtamembrane phosphorylation in plants”的研究论文(https://doi.org/10.1016/j.chom.2019.10.010)。
该研究揭示了拟南芥对病原细菌的识别会诱导其几丁质共受体CERK1发生胞内近膜区磷酸化，从而使该受体进入持续48小时以上的“警戒”状态，期间能够更快更持久地转导几丁质信号并获得增强的真菌抗性。
这一现象使人联想起淝水之战中前秦的苻坚被东晋军队惨败后“草木皆兵”的典故。Cell Host & Microbe同期刊发了日本近畿大学Tsutomu Kawasaki教授撰写的题为“PRR cross-talk jump starts plant immunity"的点评文章。
细菌和真菌是共存于自然界的两类主要植物致病菌。总体来说，植物周边的细菌数量远多于真菌，而真菌对植物的危害则要甚于细菌。
古老的壶菌门真菌已经能够侵染海洋中陆地植物的祖先——藻类，而如今全球作物在生产或贮存中的损失大约有30%由真菌造成。
高等植物如拟南芥可通过细胞表面的免疫受体识别细菌或真菌的保守分子（比如细菌的鞭毛多肽flg22和延伸因子多肽elf18以及真菌的细胞壁多糖几丁质）而激活相应的抗性，但较低等的苔藓仅能够识别几丁质。
基于进化过程中真菌对植物的巨大威胁，植物是否能够通过识别数量较多的细菌来对数量较少的真菌进行预警呢？
李剑峰教授团队的研究首次发现拟南芥BAK1和CERK1分别作为共受体的两条过去认为彼此独立的免疫信号转导通路存在信息流动（crosstalk），并因此产生细菌诱导的真菌抗性。
同时，该研究首次发现植物受体激酶可通过近膜区磷酸化进入一种介于“失活”和“激活”的中间状态，即“警戒”（primed）状态。
值得注意的是，茄科植物本氏烟的CERK1因为近膜区没有对应拟南芥CERK1的可磷酸化位点，不能响应flg22进入警戒状态，而拟南芥的CERK1却能在本氏烟细胞中受flg22诱导进入警戒状态，提示通过基因编辑改造农作物自身CERK1的近膜区使之获得对应拟南芥CERK1的可磷酸化位点，有望成为提升农作物广谱真菌抗性而又不会造成持续生长抑制的新策略。
博士生龚本强为该论文的第一作者，李剑峰教授为通讯作者。该研究获得国家自然科学基金的资助。值得一提的是，2018年李剑峰作为共同通讯作者在Cell Host & Microbe发表了另一篇研究论文，揭示了CERK1激酶区第428位酪氨酸磷酸化动态调控几丁质信号转导的机制。
论文链接
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