丁香假单胞菌效应因子AvrPtoB通过泛素化修饰干扰拟南芥胞吐复合体成员EXO70B1在植物免疫系统中的功能

丁香假单胞菌效应因子AvrPtoB与拟南芥EXO70蛋白家族成员EXO70B1结合并泛素化，操纵防御分子分泌机制或免疫，使宿主细胞的防御能力失效，从而促进感染，影响拟南芥的抗病系统。

年8月29日，WeiWang等人在FrontiersinPlantScience上发表了题为“ThePseudomonasSyringaeEffectorAvrPtoBAssociatesWithandUbiquitinatesArabidopsisExocystSubunitEXO70B1”的研究论文，该研究表明胞吐复合体的一个重要成员EXO70B1，在植物的多个病原体相关分子模式（PAMPs）引发的免疫反应（PTI）中发挥着重要作用，并且EXO70B1可以作为效应因子AvrPtoB的泛素化底物底物。

该研究首先验证了EXO70B1在PTI中的作用，研究者检测到exo70b1-3突变体中elf18和几丁质诱导的ROS产生和胼胝质沉积会显著低于野生型植物（如图1）。通过酵母双杂交实验发现，EXO70B1只与AvrPtoB的E3连接酶缺陷突变型相互作用，表明EXO70B1可能是活性AvrPtoB的底物。该研究为了检测EXO70B1与AvrPtoB是否相互作用，进行了GSTPull-dowm和免疫共沉淀实验（如图2），结果表明，EXO70B1和AvrPtoB存在相互作用，AvrPtoB可能介导EXO70B1的降解。为进一步证实AvrPtoB介导EXO70B1的降解，进行了原生质体瞬时表达分析和体外泛素化实验（如图3），该研究表明EXO70B1的降解是通过26S蛋白酶体实现的，AvrPtoB通过泛素化作用导致EXO70B1的降解。

图1EXO70B1参与多个PAMP触发的免疫反应

图2EXO70B1与AvrPtoB存在相互作用

图3AvrPtoB将EXO70B1泛素化降解

该研究分析了过量表达AvrPtoB的转基因拟南芥植株的表型，进一步检测了免疫相关基因的表达（如图4），结果表明AvrPtoB的过表达导致自发免疫的表型，这可能是由TN2引发的植物免疫引起的。为了研究AvrPtoB过表达植物表型与TN2积累之间是否存在直接联系，本研究将AvrPtoB过表达株系与TN2的T-DNA插入突变体tn2-10杂交（如图5）。结果表明，在拟南芥中，AvrPtoB的过量表达导致EXO70B1蛋白含量的降低并激活TN2触发的免疫。为了进一步研究EXO70B1与TN2的关系，研究人员在烟草中表达了这些蛋白（如图6）。结果表明，EXO70B1可以抑制TN2介导的植物细胞死亡表型，而AvrPtoB与EXO70B1以及TN2共同表达时，TN2诱导的细胞死亡表型可以恢复。

图4AvrPtoB的过量表达导致拟南芥产生发育缺陷表型

图5AvrPtoB高表达株的矮化表型部分依赖于TN2

A：5周大小的Col-0、tn2-10和两个独立的35S:AvrPtoBMyc转基因拟南芥（35S:AvrPtoBMyc#2和35S:AvrPtoBMyc#7）在短日条件下拍摄；

B：免疫印迹法检测AvrPtoB-Myc融合蛋白；

C-H：RT-qPCR分析TN2（C）、PR1（D）、PR2（E）、PAD4（F）、NPR1（G）和EDS5（H）的表达。

图6EXO70B1抑制TN2或tn2tir触发的烟粉虱细胞死亡。

A和B:TN2或tn2tir诱发的细胞死亡被EXO70B1抑制，而EXO70B2则不能抑制。

C和D：AvrPtoB拯救TN2或tn2tir触发的细胞死亡，这是由EXO70B1抑制的。

综上，该研究表明胞吐复合体成员EXO70B1参与了多个PAMPs引发的免疫反应中。EXO70B1与TN2结合并将其维持在非活性状态，效应因子AvrPtoB可以将EXO70B1泛素化降解，从而激活TN2介导的免疫反应。尽管EXO70B1在植物免疫中的作用以及EXO70B1如何抑制TN2的激活还需要进一步的研究，但本研究结果提出了一种新的思路，即拟南芥胞吐复合体是效应因子的一个靶点，而该靶点可以监控R蛋白，通过“Guard模型”参与植物免疫反应保护。

原文信息：

WangWei,LiuNa,GaoChenyang,RuiLu,TangDingzhong.ThePseudomonasSyringaeEffectorAvrPtoBAssociatesWithandUbiquitinatesArabidopsisExocystSubunitEXO70B1[J].Frontiersinplantscience,,10.

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