张跃林团队揭示水杨酸受体NPR1和NPR3/4在植物免疫中的多重作用

       植物激素水杨酸（Salicylic Acid, SA）在植物抗病及系统获得性抗性（systemic acquired resistance, SAR）中具有关键作用。SA在拟南芥中的受体为NPR家族蛋白NPR1和NPR3/4（Fu et al., 2012; Wu et al., 2012; Ding et al., 2018）。NPR1和NPR3/4与转录因子TGA2/5/6互作调控SA相关基因的表达（Zhang et al., 1999; Zhang et al., 2006）。其中，NPR1作为转录激活子起作用，SA的结合会增加其转录激活的活性（Wu et al., 2012; Ding et al., 2018）。相反，NPR3/4为转录抑制子，SA的结合抑制了其抑制子活性。

        近日，加拿大不列颠哥伦比亚大学（The University of Brithish Columbia）张跃林教授课题组在The Plant Cell在线发表了题为Diverse Roles of the Salicylic Acid Receptors NPR1 and NPR3/NPR4 in Plant Immunity的研究论文，揭示了水杨酸受体蛋白NPR1和NPR3/4在植物免疫中具有多种重要作用。

        在该研究中，研究人员利用SA 不敏感的npr1-1 npr4-4D 双突变体更加系统地解析了SA受体在植物免疫中的贡献。赖氨酸代谢产物N-羟基哌啶酸 (N-hydroxypipecolic acid, NHP) 是SAR中重要的信号分子。该研究发现，NPR1和NPR3/4可以通过调控NHP合成相关基因ALD1，SARD4及FMO1的表达控制NHP的积累，从而影响SAR。此外，病原体模式分子引发的PTI和效应分子引发的ETI在npr1-1 npr4-4D突变体中也大幅度减弱，表明SA受体在调控PTI和ETI方面也有重要贡献。有趣的是，与SA 合成缺陷突变体（sid2-1）相比，npr1-1 npr4-4D 中PTI 和ETI 的减弱更为显著，表明sid2-1 中残留SA 的感知也有助于植物免疫。此外，研究人员还发现SA受体可以直接调控5'羟化酶DMR6和SA糖基转移酶UGT76B1的表达，从而调节SA的5-羟化和糖基化。综上，SA 受体NPR1 和NPR3/4 在植物免疫中发挥着广泛的作用。

        不列颠哥伦比亚大学博士毕业生、湖南农业大学刘亚楠博士和不列颠哥伦比亚大学的孙同君博士为并列第一作者，张跃林教授为论文的通讯作者，不列颠哥伦比亚大学的李昕教授，Reinhard Jetter教授及浙江师范大学的张可伟教授参与了该项工作。该研究受到加拿大自然科学与工程基金和中国国家自然科学基金的支持。