浙江大学蔬菜所在肽类激素调控番茄防御研究中取得新进展

2018年3月6日，浙江大学蔬菜所设施作物生物学团队在《Plant Cell》上发表了题为“A plant phytosulfokine peptide initiates auxin-dependent immunity through cytosolic Ca2+signaling in tomato”的研究论文，揭示了植物新型肽类激素调控番茄对灰葡萄孢菌应答的防御机制。研究不仅加深了人们对新型植物肽类激素生物学功能及机制的了解，也为增进对植物防御机制的认识提供了重要线索。

小肽信号作为细胞间互作的重要介质，其生物学功能及作用机制是近年植物科学研究的热点和前沿。磺肽素（phytosulfokine，PSK）是一种小肽类植物内源激素，是其前体肽经过磺化、剪切修饰而形成的仅由5个氨基酸（YIYTQ）组成的磺化五肽。它广泛存在于植物中，在植物的生长发育、抗逆和先天免疫等方面具有广泛调控作用，但其作用机制目前还不清楚。

研究团队鉴定了PSK在番茄中的受体PSKR1和PSKR2——它们属于富含LRR基序的跨膜受体蛋白激酶（LRR-RLK）。通过等离子共振技术（SPR）及基因功能验证等多种方法，研究团队发现PSK在激发植物对灰葡萄孢菌引起的灰霉病抗性中，主要通过PSKR1受体起作用。研究团队利用表达水母蛋白的番茄植株及多种激素信号缺失突变体，并结合蛋白互作的研究，提出了植物内源PSK作为一种损伤相关分子模式（damage-associated molecular patterns，DAMP），与其受体PSKR1识别后通过Ca2+信号、生长素途径调控植物对灰霉病抗性的分子机制。

灰葡萄孢菌寄主非常广泛，由其引起的灰霉病是番茄、草莓和辣椒等作物的重要病害。目前生产上尚缺乏针对该病害的抗性品种，而依赖化学杀菌剂来防治。研究团队发现PSK肽类激素不仅在植物自身防御灰霉病中具有积极作用，还能调控植物的生长发育进程，为深入解析该类生物活性物质信号在植物生长发育与抗性中的作用提供了新思路。