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近日，北京林業大學林木分子設計育種高精尖創新中心/生物學院林金星教授與河南大學作物逆境適應與改良國家重點實驗室邢晶晶博士等聯合在國際知名學術期刊Trends in Plant Science上發表了題為“Coordination of phospholipid-based signaling and membrane trafficking in plant immunity”的綜述論文。

植物自身的免疫防御機制能夠保護植物在生長發育過程中免受病原微生物的侵害。磷脂信號途徑 (Phospholipid-based signaling) 和囊泡轉運 (Membrane trafficking) 協同調控植物免疫應答過程，是連接膜上病原菌識別、傳遞信號以及免疫應答的重要橋梁，在植物抵御病原微生物的入侵過程中起關鍵作用。但是，過去對于磷脂信號途徑在囊泡轉運過程中的調控機制以及二者的協同作用卻缺乏系統的總結。

圖示磷脂信號途徑和囊泡轉運協同調控植物免疫反應

該綜述首先簡要概述了植物中的磷脂信號通路，并對植物中的磷脂酶類、激酶類和磷脂信號小分子及其主要功能等進行了歸納總結。隨后，基于近年來磷脂信號調控囊泡轉運的研究進展以及該團隊前期在胞吐調控磷脂信號途徑關鍵酶類功能的研究成果 (Plant Cell, 2019)，重點闡述了植物免疫反應中磷脂信號途徑的關鍵酶類和信號分子在調控抗病蛋白的時空動態與招募方式、囊泡轉運的膜彎曲與膜融合過程、細胞骨架引導的定向運輸以及招募轉運相關調控因子等過程中的作用機制。同時，還簡要敘述了磷脂信號途徑通過偶聯胞吞作用，精細調控植物模式識別受體 (Pattern-recognition receptors, PRRs) 在質膜上的信號傳遞，以及偶聯胞吐作用調控抗病分子的重新定位，構建植物防御體系。更為重要的是，磷脂信號途徑中的一些分子 (例如，PA和PtdIns(4,5)P2) 作為關鍵偶聯因子，在調控胞吞-胞吐運輸之間的平衡中發揮重要的作用。最后，基于可變角全內反射熒光顯微術和超高分辨率顯微術結合三維單顆粒示蹤技術等單分子檢測技術，提出了植物細胞磷脂信號途徑與囊泡轉運協同調控機理的研究方向。該綜述對深入探討植物精細調控磷脂信號和囊泡轉運的協作參與植物免疫應答具有重要的參考價值。

近年來，林金星教授團隊在功能膜蛋白囊泡轉運、植物磷脂酶類應答生物脅迫等方面取得了較好的研究進展。該團隊在國際上率先建立了植物細胞單分子檢測平臺，將單個膜蛋白運動參數的分析精度推進到納米和毫秒級，并發展了多種膜蛋白相互作用的單分子分析方法，形成了較為完整的植物單分子研究體系。目前，該團隊已在Annal Review of Plant Biology, PNAS, Nature Protocols, Plant Cell, Molecular Plant和Trends in Plant Science等國際高水平期刊上發表多篇重要成果。

河南大學特聘教授邢晶晶博士和河南師范大學張亮副教授為該論文的共同第一作者，河南大學為第一完成單位，北京林業大學林木分子設計育種高精尖創新中心/生物學院林金星教授為該論文的通訊作者。該論文得到了國家自然科學基金、北京林木分子設計育種高精尖創新中心、中國科協“青年人才托舉工程”和河南大學等項目的資助。