内源性寄主诱导因子的糖基化作用是寄生植物规避寄主免疫反应的基础

《SCIENCE》：Glucosylation of endogenous haustorium-inducing factors underpins kin avoidance in parasitic plants

寄生植物Phtheirospermum japonicum通过UGT72B1酶的葡萄糖基化作用失活宿主分泌的HIFs，从而避免感染自身或近缘物种。该酶与拟南芥同源酶相比底物特异性不同，基因突变spoh1导致无外源信号形成预备吸器。研究揭示了Orobanchaceae植物进化出的近缘回避机制，即通过调控内源HIFs活性实现寄生特异性。

　　

编辑总结

寄生植物对农作物可能造成严重破坏。属于列当科（Orobanchaceae）的植物通常是寄生性的，但很少会寄生在自身或近缘物种上。Xiang等人发现，在寄生植物Phtheirospermum japonicum中存在一种酶，该酶能够将糖类与酚类化合物结合，从而促进形成称为吸器的寄生结构（详见Runo的文章）。通过使这种酶失去活性，寄生植物能够避免感染自身或与其亲缘关系较近的植物。相比之下，模式植物Arabidopsis thaliana中的糖类结合酶具有不同的底物特异性，这意味着能够诱导吸器形成的酚类化合物仍然具有活性，因此该植物仍可能被寄生。——Madeleine Seale

摘要

寄生植物很少会攻击自身，这表明它们具有某种避免与亲缘植物相互感染的机制。在根寄生植物Phtheirospermum japonicum中，吸器前体的形成是由宿主分泌的吸器诱导因子（HIFs）触发的，但该植物对自身的分泌物没有反应。我们发现了spontaneous prehaustorium 1（spoh1）突变体，这种突变体能够在没有外部宿主信号的情况下形成吸器前体。spoh1携带编码尿苷二磷酸-葡萄糖转移酶（UGT72B1）的基因中的点突变，这种酶能够使酚类HIFs发生葡萄糖化作用并使其失活。PjUGT72B1的底物特异性与宿主Arabidopsis中的同源酶不同。将PjUGT72B1引入Arabidopsis后，吸器前体的形成活性降低，表明UGT72B1参与了宿主对吸器形成的调控。我们的研究结果表明，列当科的半寄生植物通过葡萄糖化内源性HIFs来进化出这种避免与亲缘植物相互感染的机制。