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Nature:NMT为气孔免疫钙通道的发现提供重要证据 | NMT植物防御创新科研平台

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

        NMT作为生命科学关键核心技术,是建立活体创新科研平台的必备技术。2005年~2020年,NMT已扎根中国15年。2020年,中国NMT销往瑞士苏黎世大学,正式打开欧洲市场。

 

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基本信息

主题:NMT为气孔免疫钙通道的发现提供重要证据 期刊:Nature 研究使用平台:NMT植物防御创新科研平台 标题:The calcium-permeable channel OSCA1.3 regulates plant stomatal immunity 作者:Shushu Jiang,Kathrin Thor, Cyril Zipfel

检测离子/分子指标 Ca2+

检测样品 5-6周龄拟南芥叶片下表皮保卫细胞

 

中文摘要(谷歌机翻)

        对生物和非生物胁迫的感知通常导致植物气孔关闭。钙离子(Ca2+)穿过质膜的快速流入在这种反应中起着重要作用,但是所涉及的Ca2+通道的身份仍然难以捉摸。在这里我们报告拟南芥Ca2+渗透通道OSCA1.3控制免疫信号传导期间的气孔关闭。一旦发现病原体相关的分子模式(PAMP),OSCA1.3就会被快速磷酸化。生化和定量磷酸化蛋白质组学分析表明,免疫肽相关的胞质激酶BIK1在用肽PAMP flg22(衍生自细菌鞭毛蛋白)治疗后数分钟内即可与OSCA1.3的N末端胞质环相互作用并使其磷酸化。遗传和电生理数据表明,OSCA1.3可渗透Ca2+,并且BIK1介导的N末端磷酸化增加了该通道的活性。值得注意的是,OSCA1.3及其被BIK1磷酸化对于免疫信号传导过程中的气孔关闭至关重要,而OSCA1.3在感知到脱落酸(一种与非生物胁迫相关的植物激素)后,并不调节气孔关闭。因此,这项研究确定了植物Ca2通道及其在免疫信号转导期间气孔关闭的激活机制,并提出了Ca2+内流机制对不同胁迫的响应的特异性。

 

离子/分子流实验处理方法

(1)1 µM flg22瞬时处理拟南芥(Col-0和osca1.3/1.7)

(2)1 mM氯化镧处理拟南芥Col-0 10分钟后,加入1 µM flg22瞬时处理

 

离子/分子流结果

使用NMT技术检测Col-0和osca1.3/1.7保卫细胞的净Ca2+流速。结果发现,与Col-0相比,在加入flg22后7分钟内的Ca2+吸收速率在osca1.3/1.7中降低了(图b)。

 

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检测在有或没有进行氯化镧预处理的情况下的Col-0保卫细胞的Ca2+吸收速率,发现氯化镧处理后,在添加了flg22后8分钟内的Ca2+吸收明显被阻断(图c)。

 

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其它实验结果

  • OSCA1.3与BIK1相关。 OSCA1.3被BIK1磷酸化,S54是主要的磷酸化位点。
  • OSCA1.3是一种BIK1激活的钙渗透通道。
  • OSCA1.3和OSCA1.7是气孔免疫所必需的。
  • 预测OSCA1.3的拓扑结构,包括可能的BIK1磷酸化位点和OSCA第1分支蛋白的环1多重对齐。 OSCA1.3定位于质膜。
  • PBL1也磷酸化OSCA1.3。
  • OSCA1.3促进HEK细胞钙内流。
  • OSCA1.3和OSCA1.7是BIK1激活的钙离子通道。
  • 在osca1.3/1.7中,AtPep1诱导的气孔导度降低受到损害。

 

结论

        该研究表明OSCA1.3是调节拟南芥免疫过程中气孔关闭的关键Ca2+通道,并且它的激活和功能都依赖于BIK1介导的磷酸化。该研究明确了一个长期受关注的Ca2+通道及其在免疫信号传导过程中激活气孔关闭的机制,并揭示了Ca2+内流机制在不同胁迫下的特异性。

 

离子流实验使用的测试液

1 mM KCl, 1 mM CaCl2, and 10 mM MES, pH 6.0

 

文章原文:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2702-1

 

关键词:植物防御、气孔、钙离子、Nature、非损伤微测技术、PAMP

 

 

 

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