吕应堂课题组在Cell子刊发表最新研究成果

2017年2月8日，宿主与微生物互作领域的国际顶级期刊Cell Host & Microbe（IF=12.5）在线发表了武汉大学生命科学学院吕应堂教授课题组在植物免疫研究方面的最新成果。论文题目为CATALASE2 Coordinates SA-Mediated Repression of Both Auxin Accumulation and JA Biosynthesis in Plant Defenses（过氧化氢酶2在植物抗病中协调了水杨酸介导的对生长素和茉莉酸合成的抑制）。吕应堂教授为该论文的通讯作者，课题组袁红梅和刘文成为共同第一作者。
　　在与病原菌互作的长期进化中，植物产生了非常复杂的免疫途径来分别抵抗寄生性和腐生性病原菌的感染。其中，植物过氧化氢（H2O2）、水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）和生长素（auxin）具有重要作用；但是过氧化氢如何参与调控植物免疫以及SA如何拮抗JA并不清楚。课题组发现寄生性病原菌感染诱导植物积累的SA能通过过氧化氢酶CATALASE2（CAT2）调控JA和auxin的生物合成。一方面，SA抑制CAT2活性，导致植物体内H2O2的升高，再通过H2O2修饰auxin合成中的关键酶色氨酸合成酶?亚基1（TSB1）第308位半胱氨酸来降低生长素的合成，以此增强对寄生性病菌的抗性；另一方面，SA还可阻碍CAT2与参与JA合成酶酰基辅酶A（ACX2和ACX3）的互作，抑制CAT2的促进作用，从而降低JA的合成，协调植物对不同病原菌的免疫反应。该研究通过生化、遗传、病理和分子生物学等实验证明植物能利用CAT2感受病菌感染后的SA积累的变化，协调植物激素auxin和JA合成和积累。揭示了植物抗病过程中SA、JA和auxin的协调机制，对深入理解植物与病原菌的互作机制、改良农作物对生物胁迫的抵抗有重要意义。
　　同期还发表了美国科学院院士，杜克大学教授Xinnian Dong博士撰写的专评：“The CAT(2) Comes Back”，评论指出:“支持CAT2作为SA受体的遗传和生化证据终于出现…”。
　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　CAT2在植物抗病中协调IAA和JA的机制