仅含LRR结构域的蛋白质的等位基因变异可赋予拟南芥双重抗病性

《Nature Communications》：Allelic variation of an LRR only protein confers dual pathogen resistance in Arabidopsis

摘要

植物利用多种功能多样的亮氨酸丰富重复序列（LRR）蛋白来感知来自不同病原体的信号，进而激活或抑制防御反应。然而，仅含LRR序列的蛋白在针对特定病原体的抗性中的作用仍不明确。本研究发现，拟南芥中一个仅含LRR序列的基因——亮氨酸丰富重复免疫蛋白1（LRIP1），其不同等位基因在抵御不同病原体时具有双重功能。在干旱地区常见的某个等位基因可通过水杨酸信号通路赋予植物对丁香假单胞菌番茄致病变种的抗性，而在降水较多的地区常见的另一个等位基因则通过合成木脂素来保护植物免受灰葡萄孢真菌的侵害。这两个等位基因在启动子和编码序列上的差异会调节基因表达以及与诱导因子相关的免疫反应，从而促进其与BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1（BRI1）相关受体激酶1（BAK1）形成特定的复合物。在全球范围内，拟南芥的不同品系携带两种不同的LRIP1等位基因组，这些等位基因组与当地的降水条件相关。这些研究结果表明，一个仅含LRR序列的基因能够演化出适应不同环境的等位基因，从而帮助植物在各种生境中更有效地抵御不同的病原体。