PRLIP2基因插入突变通过调控激素平衡与防御反应影响拟南芥生长与抗病性

本研究探讨了PRLIP2基因在拟南芥防御反应和生长调控中的关键作用。通过构建T-DNA插入突变体，发现PRLIP2缺失导致植物对Pseudomonas syringae pv. DC3000易感性增强，且丧失BABA诱导抗性。突变体表现为SA信号通路抑制、JA/ET通路上调及生长增强，揭示了PRLIP2作为生长-防御平衡负调控因子的新机制。

　　

在植物与病原菌的长期博弈中，激素网络调控着生长与防御的精细平衡。当病原菌入侵时，植物会激活一系列免疫反应，其中水杨酸（SA）通路主要对抗活体营养型病原菌，而茉莉酸（JA）和乙烯（ET）通路则应对死体营养型病原菌。然而，病原菌常通过分泌效应蛋白干扰宿主激素平衡，例如Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000（Pst DC3000）产生的冠菌素（COR）模拟JA信号，吲哚乙酸（IAA）抑制SA通路，从而促进感染。此外，植物自身也演化出" priming"（预敏化）机制，通过β-氨基丁酸（BABA）等诱导剂提前激活防御潜能，以降低组成性抗性的生长代价。

尽管这些机制已被广泛研究，但连接激素平衡与防御调控的关键分子仍不清楚。此前研究中，课题组通过BABA处理的差异筛选发现了一个编码病原相关类脂肪酶蛋白（PRLIPs）的新基因家族。其中PRLIP2在病原感染中快速上调，暗示其可能参与免疫调控。为了揭示PRLIP2的功能，研究人员在《Journal of Plant Physiology》发表了最新成果，通过遗传学、分子生物学及激素代谢分析，系统阐明了PRLIP2在协调生长与防御中的核心作用。

研究主要采用了以下关键技术方法：首先，从SALK研究所获取拟南芥Col-0背景的PRLIP2 T-DNA插入突变体（SALK_18848和SALK_34780），通过PCR和转录本分析验证基因敲除；其次，通过浸染和 infiltration 接种Pst DC3000，测定细菌增殖曲线；第三，利用UPLC-MS/MS技术定量分析SA、JA、JA-Ile和IAA等激素动态变化；第四，采用qRT-PCR和半定量RT-PCR检测防御标记基因（如PR1、FRK1、NHL10、PDF1.2、ERF1）及细胞周期基因（CYC1B）的表达；最后，通过表型分析（鲜重、根长）和统计检验（Student's t-test）评估生长与抗性表型。

3.1. PRLIP2插入突变体对Pseudomonas syringae DC3000的易感性增强且BABA诱导抗性缺失

通过两种接种方式（浸染和 infiltration）证实，prlip2突变体中Pst DC3000的增殖显著高于野生型，且BABA预处理无法诱导抗性。qPCR分析显示，PTI标记基因FRK1和NHL10的表达在感染早期（4 hpi）显著降低，且BABA对FRK1的 priming 效应消失。这些结果表明PRLIP2是PTI和BABA-IR的必要组分。

3.2. SA信号通路抑制与JA/ET通路上调

感染后突变体的PR1表达延迟且水平降低，尽管基础SA含量较高，但感染诱导的SA积累缺失。外源BTH处理可恢复PR1表达，说明SA信号下游 intact。相反，JA和JA-Ile水平在突变体中基础值更高且感染后快速升高，伴随ERF1表达上调（PDF1.2表达受抑），表明JA信号增强且与SA通路拮抗。

3.3. PRLIP2缺失导致生长增强与auxin水平升高

突变体表现出莲座鲜重和根长显著增加，细胞周期基因CYC1B表达上调，衰老标记SAG12表达延迟。激素检测发现IAA含量升高，且auxin标记基因GH3.3和GH3.5表达增强，证实PRLIP2负调控auxin通路，其缺失导致生长-防御平衡向生长倾斜。

研究结论表明，PRLIP2通过抑制auxin积累正调控SA介导的防御反应和BABA priming。其缺失导致auxin-JA信号协同增强，抑制SA通路，从而增加病原易感性并促进生长。这一发现揭示了PRLIP2作为激素交叉对话（cross-talk）节点的分子功能，为理解生长-防御权衡（trade-off）提供了新视角。讨论部分进一步提出，PRLIP2可能通过脂酶活性介导激素代谢（如SA或IAA缀合），其功能与COI1-JAZ模块互作，且PRLIP家族基因的进化分化反映了植物适应病原压力的策略。该研究为设计靶向激素平衡的作物抗病育种提供了理论依据。