植物应对机械损伤和害虫取食伤害的两条反应速度不同的MAPK防御路径学术资讯

来源：植物科学最前沿

原标题：Plant Cell：植物应对机械损伤和害虫取食伤害的两条反应速度不同的MAPK防御路径

在一个充满食草性动物和机械压力的世界里，植物对外界伤害的感知和应答能力至关重要，因为这种伤害使得植物病原体更容易进入植物体内并且造成蒸腾不受控制。伤害可以激发局部和系统性防御反应从而修复伤害，这种修复可以使食草性动物取食植物的时候不那么可口或者有毒甚至是吸引来它们的天敌，从而启动植物免疫反应抵抗病原体。

伤口应激反应可以通过激活蛋白质磷酸化，茉莉酸和乙烯合成等信号路径以及重塑基因表达来实现。目前，MAP激酶级联反应中的MAP3Ks是众所周知的昆虫防御信号传感器，但特异的MAPK模块在激活应激反应中的角色需要深入研究。

最近，Sözen等人（2020）表明植物受伤会诱发MAPK信号模块，该模块涉及鲜为人知的MAP3Ks分支III，非典型的MKK3和MAPKs分支C的MPK1/MPK2/MPK7。这一信号路径比广为人知的MPK3/MPK6路径要慢一些，并且是依赖于JA信号。

针对于2020年4月7号Cécile Sözen等人以题为“Wounding and Insect Feeding Trigger two Independent MAPK Pathways with Distinct Regulation and Kinetics”发表的研究论文（http://www.plantcell.org/content/early/2020/04/07/tpc.19.00917），2020年4月13日，Plant Cell又在线发表了Hanna Hõrak以题为“Defense, Fast and Slow: Activation of Different MAPK Pathways in Response to Wounding”的评述，该评述针对植物应对伤害时的两条应激反应速度不一致的MAPK路径做了总结和回顾。

作者针对Sözen等人研究结果做了以下几点阐述：

第一，前人研究表明MAPKs分支C的MPK1/MPK2处于MKK3的下游在应对伤害和逆境起作用，Sözen等人则检测了MPK分支C在应对伤害时的激活情况，结果表明植物在受伤30分钟至2小时后MPK1/MPK2/MPK7表达量会上升，并且该反应依赖于MKK3，而MKK3会受到MAP3Ks分支3(MAP3K13-MAP3K20)调控。

第二，MKK3可以与MAP3K15-MAP3K20互作，MAP3K13和MAP3K14的酵母双杂交试验也证明了这一点，MPK1/MPK2/MPK7应对伤害的激活反应是基于蛋白从头合成。

第三，植物受伤会导致MAP3K14的mRNA水平在15-30分钟内急剧上升，这与MPK1/MPK2/MPK7的应激反应时间相符合，MAP3K14基因编辑植物也验证了MAP3K14对于MPK2的调控作用。

第四，JA在该新发现的MAPKl路径中起中心作用，Sözen等人发现在野生型植物中JA激活了MPK2，但在mkk3突变体植物并不行，相应的在JA生物合成和信号突变体中，创伤诱导下的MPK2激活被强烈抑制，进一步支持JA信号和生物合成在应对伤害时调节MKK3-MPK2模块的重要性。

第五，Sözen等人进一步发现MPK3/MPK6在植物受伤15分钟后就可以迅速被激活，其依赖于MKK4和MKK5但并不依赖于MKK3和MAP3K14，而JA受体缺失型突变体材料表明MPK3/MPK6的激活并不受JA处理的诱导，表明JA独立于传统MAPK路径中的MKK4/MKK5/MPK3/MPK6模块（图1）。

图1 MAPK遇到草食动物伤害时的应激模型

总体来看，Sözen等人的研究表明MAP3K14-MKK3-MPK1/MPK2/MPK7信号模块是植物基于JA激活从而应对食草动物伤害的一个缓慢过程，这一个新发现的MAPK路径对于保护植物不受食草性侵害具有重要作用。而鉴定该模块下游靶标将有助于更好地理解如何植物应对食草动物防御反应。

文章链接：

http://www.plantcell.org/content/early/2020/04/13/tpc.20.00282

来源：frontiersin 植物科学最前沿

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyOTY2NDYyNQ==&mid=2247494659&idx=3&sn=af5b1bd7d2b1236d488e1d8159a3ee6c&chksm=e8bd9e1ddfca170b0ba6f114187c0d81484d186b005875ee6b49587c65475c2bc4df9c663e77#rd

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