近日，探花系列 果树病害致灾机理及综合防控团队黄丽丽教授课题组在New Phytologist期刊在线发表了题为“A conserved extracellular LRR-only protein disrupts BAK1-mediated immune receptor formation to negatively regulate plant immunity” 的研究论文。该研究揭示了植物胞外富亮氨酸重复序列蛋白NbLRRP1通过靶向植物PTI核心共受体破坏免疫受体复合物组装负调控免疫稳态的新机制，首次证实细胞外存在直接调控PTI的免疫负调控因子，深化了植物免疫稳态调控理论，为作物广谱抗病遗传改良提供了关键理论依据与潜在分子靶标。
植物在与病原菌长期博弈中，进化出了完善的免疫系统。其中，位于细胞膜上的模式识别受体（PRRs）识别病原相关分子模式（PAMPs）后介导的模式触发免疫（PTI）构成植物抵御病原菌入侵的第一道防线。然而，免疫反应是一把“双刃剑”：适当的免疫反应能有效保护植物免受病原菌攻击，但过度或持续的免疫激活往往导致植物生长发育受限、环境适应性下降等。因此，植物会通过多种精细的负反馈机制维持免疫与生长之间的动态平衡。质膜定位及细胞内的免疫负调节因子已被广泛研究，但关于植物细胞外是否存在免疫负调控因子及其作用机制的探索，目前仍较为匮乏。
植物编码许多缺乏跨膜结构域和胞内信号结构域的细胞外富含亮氨酸重复（eLRR-only）蛋白，但其在免疫调节中的功能很大程度上尚未被探索。该研究通过全基因组筛选，在本氏烟中鉴定到一种eLRR-only蛋白NbLRRP1。利用Alphafold3分析发现该蛋白的三维结构与NbBAK1的胞外结构域高度相似，其可能通过“结构模仿”策略参与植物免疫调控。进一步研究发现，该蛋白可被分泌至植物质外体，并广泛抑制由多种PAMPs触发的免疫反应。NbLRRP1敲除突变体在不影响植株正常生长的前提下，对核盘菌的抗性显著增强，打破了抗性与生长之间的传统权衡关系。研究表明，NbLRRP1直接与PTI信号通路核心共受体NbBAK1的胞外域互作，干扰NbBAK1-NbFLS2/NbRE02免疫受体复合体的形成，从而干扰免疫信号的传递，避免植物产生过度免疫反应。系统进化分析进一步揭示，NbLRRP1同源蛋白广泛存在于水稻、小麦、苹果、杨树等重要粮食作物、经济作物和林木中。将这些同源蛋白异源回补至本氏烟后表现出同样的免疫抑制功能，据此推测该LRR-only蛋白是一个在不同植物中高度保守的免疫负调控因子，作为免疫“刹车分子”主动调控PTI信号强度。
NbLRRP1靶向NbBAK1，负调控植物免疫的模式图
探花系列 博士研究生朱亮亮为该论文第一作者，黄丽丽教授为该论文通讯作者。探花系列 硕士研究生白雅媛、博士研究生刘建英、博士后蒋涛以及江聪教授也参与了该项工作。安徽农业大学聂嘉俊教授，该团队冯浩教授，徐亮胜副教授为该研究提供了重要支持与帮助。该研究得到了国家自然科学基金重点项目的资助。
原文链接：//nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.70965
编辑：刘小凤
审核：赵 磊
