为反病原体侵袭,植物已经进化了大量免疫受体,包括膜居民模式识别受体(PRR)和细胞内核苷酸结合和富含亮氨酸的重复受体(NLR)。在过去的几年中,我们对PRR和NLR信号传导机制的了解显着扩展。植物NLR响应病原体效应子形成称为抗性的多蛋白络合物,而NLR抗性体介导的信号传导会在Ca 2+可渗透的通道上收敛。Ca 2+ - 对PRR信号很重要的可渗透通道也已被鉴定。这些发现突出了Ca 2+在触发植物免疫信号传导中的关键作用。在这篇综述中,我们首先讨论了非典型的NLR Ca 2+通道的结构和生化机制,然后总结了我们对免疫相关的Ca 2+可渗透通道及其在PRR和NLR信号中的作用的知识。我们还讨论了Ca 2+在PRR和NLR信号之间的复杂相互作用中的潜在作用。
通量,活性氧的产生和有丝分裂原激活的蛋白激酶激活[1]。最近的研究表明,2受体系统的相互依赖性和相互增强[2,3]。基于其N末端结构域及其系统发育,NLR在盘绕型圈(CC)结构域,Toll-like/interleukin-1受体耐药性(TIR)结构域中被构成,对白粉病(CC R)的耐药性(CC R)域的耐药性包含NLR,含有NLR,含有AS CNLS,TONLS,the and cnls for and thls for and for and thls from thls&tnls for and。在拟南芥中(以下称为Arabidopsis),多个PRR和效应子传感NLR(某些CNL和所有测试的TNL)需要存在RNL,也称为Helper NLR,以激活全部免疫力[5,6]。rnls形成一个由2个亚家族组成的小而进化保守的进化枝,活化的抗耐药性1(ADR1)和N需求基因1(NRG1)家族,它们在血管植物的发散之前已有分离[4]。拟南芥基因组径流3 ADR1和2 NRG1全长基因需要完全免疫[7-9]。尽管RNL仅代表大多数被子植物中NLR基因库的一小部分[4,10],但对于植物而言,它们至关重要。在这里,我们重点介绍了RNL在免疫过程中的功能以及讨论RNL激活机制的最新发现。
核苷酸结合亮氨酸重复(NLR)型的免疫受体构成了动植物的基本元素和动物先天免疫系统(表1)。动物NLR响应并介导与病原体或危险相关的分子模式(PAMP或DAMPS)的相互作用[1]。在植物中,病原体识别的任务被分配在细胞内NLR和细胞表面模式识别受体(PRR)之间。虽然植物NLR会经过分泌的病原体效应子或其在宿主细胞中的活性,但PRR识别PAMP [2]。动物和植物NLR在核心核定核结合和低聚域(NOD)和富含亮氨酸的重复(LRR)域内具有相似的多域结构。但是,在C和N末端附件域上存在实质性多样性[3]。在植物中,NLR基于其在N末端的结构域组成及其在免疫反应中的功能进行分类。nlr携带盘绕线圈(CNL)或Toll/ interuekin 1受体(TIR)型域(TNLS)可以通过感知效应器充当传感器(TNLS),而CNLS的子集(HNLRS)的子孔(HNLRS)的子集(HNLRS)均具有下降症状,而demnls n imply nimns imply nimn imman imman from imman imman imply imply imman impls impls impls imman imman [ - 7]。在动物NLR中,N末端结构域属于死亡折叠的超家族,主要包括吡啶和卡域[8](图1)。在动物中,NLR的N末端结构域通常具有卡片或吡啶结构域。在识别潮湿或弹药的识别后,动物NLR核定成杂体炎性体复合物。例如,含吡啶的NLRP3炎症体为
核苷酸结合结构域 - 富含亮氨酸的重复型免疫受体(NLR)通过效应蛋白的细胞内检测来保护植物免受致病性微生物的影响。然而,这是有代价的,因为NLR还可以在与外国等位基因的遗传相互作用中引起有害的自身免疫性。当将独立进化的基因组组合在杂质内或杂交中时,或者是通过诱变或转基因引入外来围栏时,可能会发生这种情况。大多数自身免疫性诱导的NLR都在高度可变的NLR基因簇中编码,没有已知的免疫功能,这些功能被称为自身免疫性风险基因座。NLR是否与在自然病原体抗性中运行的传感器NLR以及在自身免疫性中激活NLR的风险NLR是否有所不同。在这里,我们分析了拟南芥中主要的自身免疫热点的危险混合风险基因座。通过基因编辑和异源表达,我们表明,在三种独立的自身免疫性病例中,单个基因DM2H是自身免疫性诱导的必要且有足够的因素,可用于登录Landsberg Erecta。我们关注的是由EDS1-叶叶溶液蛋白(YFP)NLS融合蛋白引起的自身免疫性,以功能表征DM2H并确定激活免疫受体的EDS1- YFP NLS的特征。我们的数据表明,在这种情况下,在这种情况下,eDS1-YFP NLS的自身免疫性诱导性能的风险NLR的功能与传感器NLR的功能无关,与蛋白质作为免疫调节剂的功能无关。我们建议至少在某些情况下,自身免疫性可能是由外国等位基因与偶然匹配风险NLR的虚假,随机相互作用引起的。
脊椎动物和无脊椎动物中的先天免疫系统依赖于保守的受体和配体,以及可以迅速启动宿主反应针对微生物感染以及其他压力和危险来源的途径。在过去的二十年中,对点头样受体(NLR)家族(NLR)的研究已经蓬勃发展,有关刺激NLR和细胞和动物NLR激活结果的配体和条件的了解。NLR在各种功能中起关键作用,从MHC分子的转录到炎症的启动。某些NLR被其配体直接激活,而其他配体可能对NLR有间接影响。未来几年的新发现无疑将更多地阐明NLR激活所涉及的分子细节以及NLR连接的生理和免疫学结果。
植物协调使用细胞表面和细胞内的免疫受体来感知病原体并发起免疫反应。病原体识别的细胞内事件主要由核苷酸结合和富含亮氨酸重复序列 (NLR) 类免疫受体介导。在感知病原体后,NLR 会触发强大的广谱免疫反应,通常伴有一种称为过敏反应的程序性细胞死亡形式。一些植物 NLR 充当多功能单细胞受体,结合了病原体检测和免疫信号传导。然而,NLR 也可以在功能专门互连受体的高级对和网络中发挥作用。在本文中,我们介绍了植物 NLR 生物学的基本方面,重点介绍了 NLR 网络。我们重点介绍了 NLR 结构、功能和激活方面的一些最新进展,并讨论了调节剂 NLR、NLR 的病原体抑制和 NLR 生物工程等新兴主题。需要采用多学科方法来解开这些 NLR 免疫受体对和网络如何发挥作用和进化。回答这些问题有可能加深我们对植物免疫系统的理解,并开启抗病育种的新时代。
营养减少策略双年展报告,伊利诺伊州斯普林菲尔德 - 伊利诺伊州对水质的持续承诺在2023年的伊利诺伊州营养损失策略(NLRS)的两年一报告中得到了证明。该报告是由伊利诺伊州环境保护署(Illinois EPA),伊利诺伊州农业部(IDOA)和伊利诺伊大学扩展的开发的,可在go.illinois.edu/nlrs上找到。2023年双年展报告是自2015年成立以来对该策略的第四次更新。实施NLR是通过研究指导的,以优化减少营养损失的,同时促进整个学术界,私营部门,非营利组织,废水机构以及地方,州和联邦政府机构的深入合作和创新。该报告详细介绍了该州通过减少营养污染来改善水质的努力的进步,这影响了当地水道和墨西哥湾。概述了2021 - 22的举措,这些举措减少了农业,废水和城市雨水部门的营养损失,并强调了解决营养损失的多方面挑战。NLRS是一项合作的努力,涉及一系列科学,技术和行业专家和利益相关者。NLR的目标是通过建议实用的,基于研究的行动和最佳管理实践来减少伊利诺伊州水道和密西西比河流域的营养污染。NLR的主要目标是氮和总磷载荷均降低了45%,临时靶标设置为15%的氮降低,到2025年总磷降低了25%。“这份两年一次的报告都展示了农业行业成为土地好管家的承诺。”“通过NLR的作品,该部门了解了拥有“地面上的靴子”保护存在的价值 - 直接与实施着专注于土壤健康的野外实践实施的农民合作。”伊利诺伊州EPA主任约翰·J·金(John J. Kim)说:“本报告提供了有关各个部门的成果和持续计划的坦率更新,特别是鉴于伊利诺伊州和密西西比河河流域内伊利诺伊州和邻国面临的气候挑战。”“我们的集体努力是整合更有效的措施来减少营养污染我们仍然致力于2015年战略中设定的目标,并且我们坚持我们的协作方法,以面对和克服这些环境挑战。”
在植物中,NLR(核苷酸结合域和富含亮氨酸重复序列)蛋白通过形成聚集在质膜上的抗性小体来执行先天免疫。然而,NLR 抗性小体靶向其他细胞膜的程度尚不清楚。在这里,我们表明辅助 NLR NRG1 与多个细胞器膜结合以触发先天免疫。与其他辅助 NLR 相比,NRG1 和密切相关的 RPW8 样 NLR(CC R -NLR)具有延长的 N 端和独特的序列特征,使它们能够组装成比典型的卷曲螺旋 NLR(CC-NLR)抗性小体更长的结构。活化的 NRG1 通过其 N 端 RPW8 样结构域与单膜和双膜细胞器结合。我们的研究结果表明,植物 NLR 抗性小体在各种细胞膜位点聚集以激活免疫。
植物发展了先天免疫系统,以激活抗病性机制并抵御微生物入侵者。该系统包括由两类免疫受体引发的两个主要信号级联反应,即细胞表面免疫受体,也称为模式识别受体(PRRS)和细胞内免疫受体,也称为核苷酸结合结构域亮氨酸重复受体(NLR)。PRR和NLR具有不同的生化活性,并通过很大程度上独立的机制激活。但是,下游免疫反应和输出非常相似,表明两种途径之间的连通性和收敛性。的确,最近的研究显着提高了我们对两个cas虫之间相互依存与相互增强的亲密关系的理解。植物先天免疫的联合视图正在出现。
葡萄是全球公认的具有重要经济价值的果树。在葡萄品种中,汤普森无核葡萄对鲜食和酿酒、干燥和榨汁的广泛应用具有至关重要的影响。该品种是葡萄基因改造最有效的基因型之一。然而,缺乏高质量的基因组阻碍了有效的育种工作。在这里,我们展示了汤普森无核葡萄的高质量参考基因组,其中所有 19 条染色体都表示为 19 个连续序列(N50 = 27.1 Mb),没有间隙,并且预测了所有端粒和着丝粒。与之前的组装(TSv1 版本)相比,新组装包含额外的 31.5 Mb 高质量测序数据,注释了总共 30 397 个蛋白质编码基因。我们还进行了细致的分析,以确定汤普森无核葡萄和两种以抗病性而闻名的野生葡萄品种中的核苷酸结合亮氨酸富集重复基因 (NLR)。我们的分析表明,汤普森无核葡萄中两种类型的 NLR(TIR-NB-LRR (TNL) 和 CC-NB-LRR (CNL))的数量显著减少,这可能导致其对许多真菌疾病(如白粉病)敏感,而第三种类型的 NLR(RPW8(抗白粉病 8)-NB-LRR (RNL))的数量增加。随后,转录组分析表明,在白粉病感染期间 NLR 显著富集,强调了这些元素在葡萄树防御白粉病中的关键作用。高质量汤普森无籽参考基因组的成功组装对葡萄基因组学研究做出了重要贡献,深入了解了无籽、抗病性和颜色性状的重要性,这些数据可用于促进葡萄分子育种工作。