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本文综述植物与病原体间外泌体（EVs）的分子运输机制，揭示EVs携带sRNA和防御蛋白抑制病原体，同时病原体EVs可能削弱植物免疫，探讨其跨 kingdom 通信及在植物病害防御中的潜力。
R. Ramesh Kumar | K. Manonmani | K. Eraivan Arutkani Aiyanathan | K.G. Sabarinathan | N. Revathy | K. Kalpana | S. Harish | V.K. Parthiban | P. Mareeswari | K. Vijaya Ragavi
印度泰米尔纳德邦马杜赖市泰米尔纳德农业大学农业学院与研究所植物病理学系，邮编625 104
摘要
细胞外囊泡（EVs）是由原核细胞和真核细胞在正常和压力条件下释放的球形脂质双层结构。这些囊泡作为多种生物活性分子的载体，包括核酸（如小RNA和tRNA片段）、蛋白质（尤其是与防御和致病性相关的蛋白质）、激素、脂质以及其他代谢物。在哺乳动物系统中，EVs是细胞间通信的公认媒介，并与癌症进展和传染病等过程有关。相比之下，由于植物细胞结构（如坚硬的细胞壁）带来的独特挑战，对植物及其相关病原体中EVs的研究仍处于早期阶段。然而，新兴研究表明，植物及其微生物病原体都会释放EVs，这些EVs在宿主-病原体相互作用中起着关键作用。当植物检测到病原体时，会向EVs中富集小RNA、与致病性相关的蛋白质和防御性代谢物，这些物质可被病原体吸收以沉默毒力基因并抑制其生长。反过来，病原体会产生含有小RNA、效应蛋白、毒素和其他与毒力相关的分子的EVs，从而干扰植物的免疫反应。尽管EVs在植物系统中的生物发生和功能机制尚未完全明了，但越来越多的证据支持它们在跨界通信中的作用，影响植物的防御能力和病原体的毒力。本文综述了我们对植物和病原体来源的EVs的最新理解，重点关注它们在宿主-病原体界面传输小RNA和蛋白质的功能、对植物免疫的贡献，以及作为抵御植物病原体的新兴防御屏障的潜力。
引言
植物在其生命周期中会面临多种生物胁迫，这些胁迫会破坏生理过程，导致作物产量下降和巨大的经济损失。在这些生物胁迫中，包括真菌、细菌、病毒和线虫在内的植物病原体是植物疾病的主要诱因[1]。传统上认为只有微生物会分泌细胞外囊泡（EVs）来影响宿主-病原体相互作用，但最近的发现表明植物也会产生EVs，并且这些EVs可以传递给入侵的病原体。现在认识到，这些植物来源的EVs是植物防御的关键组成部分，能够抑制病原体的毒力基因表达并抑制其生长。
越来越多的研究表明，小调节RNA（sRNAs）在植物和病原体之间的跨界通信中起着关键作用[2,3]。这些sRNAs由Dicer或Dicer样（DCL）酶处理并装载到Argonaute（AGO）蛋白中，可以沉默受体生物中的互补基因[4]。EVs作为这些分子的重要载体，促进了它们在细胞和生物体边界之间的稳定传递和功能。
EVs是脂质双层包裹的纳米结构，能够将包括sRNAs、蛋白质、脂质和代谢物在内的多种物质从其起源细胞运输到细胞外空间，最终进入目标细胞，在那里调节多种生理和免疫过程[[5], [6], [7]]。在动物系统中，EVs已被广泛研究，并被分为不同的亚型，例如：
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外泌体（30–150纳米）：由多囊泡体（MVBs）通过与质膜融合释放而来。
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微囊泡（30–1000纳米）：通过质膜向外出芽形成。
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凋亡小体（>1微米）和凋亡微囊泡（<1微米）：在程序性细胞死亡过程中释放。
在植物中，当模式识别受体（PRRs）识别到病原体相关分子模式（PAMPs）时，会引发免疫反应，从而产生PAMP触发的免疫（PTI）[10]。病原体则分泌效应蛋白来抑制PTI，促使植物通过细胞内抗性（R）蛋白激活效应蛋白触发的免疫（ETI）[11,12]。系统获得性抗性（SAR）是一种远距离免疫信号传导形式，由甘油-3-磷酸、壬二酸和N-羟基壬二酸等移动信号分子介导[[13], [14], [15], [16]]。
植物宿主和病原体之间的双向通信涉及效应蛋白、抗菌肽和调节RNA的交换[17]。越来越多的证据表明，EVs在感染部位积累，并在这些相互作用中起着关键作用[2,18,19]。然而，由于分离和表征植物来源的EVs的技术挑战，我们对EVs在植物系统中的功能理解仍然有限。因此，关于EVs的生物发生及其与细菌、真菌和卵菌病原体相互作用的基本方面仍在研究中[2,3,20]。
仍有几个关键问题尚未解决。例如，EVs如何穿越植物和微生物细胞的坚硬细胞壁？聚焦离子束扫描电子显微镜提供了证据，表明植物EVs可以穿过细胞壁，这可能得益于其 cargo 中的细胞壁修饰酶[[21], [22], [23]]。此外，尚不清楚植物细胞是否能够内化微生物来源的EVs，如果可以，这些囊泡如何参与宿主信号传导和免疫调节。
在这篇综述中，我们综合了目前关于植物和病原体来源的EVs的知识，重点讨论了它们在运输调节分子（如sRNAs和蛋白质）中的作用，探讨了它们在介导植物免疫反应中的生物发生、 cargo多样性及其作为抵御植物病原体的新兴屏障的潜力。
有多种标准化方法可用于分离植物来源的EVs，包括超速离心、密度梯度离心和免疫亲和捕获。一种常见的方法是用100,000×g的超速离心从叶细胞质外液中分离EVs[3]。渗透-离心法也被成功用于EVs的回收[[24], [25], [26]]。差速离心是一种广泛采用的方案，涉及依次进行...
植物分泌细胞外囊泡（EVs），包括类似外泌体的纳米结构，这些囊泡作为细胞间和跨界通信的重要媒介。这些囊泡携带多种生物分子，如蛋白质、小RNA（sRNAs）、mRNAs、酶和脂质，在防御、植物发育和植物-微生物相互作用中起着关键作用。在拟南芥中，四跨膜蛋白标记物TET8与EVs的生物发生密切相关。TET8阳性的EVs富含...
细胞外囊泡（EVs）是植物与其相关微生物之间分子通信的中心媒介，负责跨界传递多种 cargo（图5）。微生物病原体（包括细菌和真菌）利用EVs将毒力因子、粘附素、水解酶、基因组DNA和小RNA传递到植物细胞中。假单胞菌、野油菜黄单胞菌等细菌分泌的细菌外膜囊泡（OMVs）...
细胞外囊泡（EVs）已成为植物-病原体界面通信和分子交换的重要媒介。本综述总结了现有证据，证明了植物和病原体来源的EVs在调节宿主免疫和促进或抑制病原体致病性方面的双重作用。植物来源的EVs携带丰富的小RNA、mRNAs、蛋白质、脂质和次级代谢物，这些物质有助于防御信号传导并直接抑制病原体。
R. Ramesh Kumar：撰写——原始草稿、可视化、软件使用、资源获取、数据分析、数据整理。K. Manonmani：撰写——审稿与编辑、验证、监督、项目管理、资金获取、概念构思。K. Eraivan Arutkani Aiyanathan：撰写——审稿与编辑、验证、监督。K.G. Sabarinathan：可视化、验证、软件使用、资源提供。N. Revathy：撰写——审稿与编辑、验证、监督。K. Kalpana：验证、资源提供。
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
