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4月8日,某研究所将NMT技术应用于钙信号研究,测试样品为小麦,测试指标为Ca2+,在旭月研究院完成实验。| 5月9号,某研究院将NMT技术应用于逆境生理领域,测试样品为黄瓜幼苗,测试指标为NO3-、NH4+,在旭月研究院完成实验。| 6月2号,某研究院将NMT技术应用于逆境胁迫领域,测试样品为棉花苗,测试指标为Ca2+、H+、K+、Na+、IAA,在旭月研究院完成实验。| 6月5号,某研究院将NMT技术应用于植物逆境领域,测试样品为苜蓿,测试指标为K+,在旭月研究院完成实验。| 6月9号,某研究所将NMT技术应用于水稻逆境领域,测试样品为水稻,测试指标为Na+、Ca2+,在中国科学院植物研究所完成实验。| 6月11号,某研究院将NMT技术应用于植物抗逆领域,测试样品为酵母细胞,测试指标为IAA,在旭月研究院完成实验。| 6月16号,某高校将NMT技术应用于昆虫研究,测试样品为昆虫,测试指标为Ca2+、K+,在旭月研究院完成实验。| 6月19号,某研究院将NMT技术应用于植物抗逆领域,测试样品为拟南芥,测试指标为Ca2+,在旭月研究院完成实验。|

【成果回顾】Nature东英吉利大学Zipfel:无损“电生理”钙流为气孔免疫钙通道OSCA1.3的鉴定提供关键证据


 

 

【Nature】突破!植物气孔免疫的钙通道被发现!

 

 

 

基本信息

主题:Nature东英吉利大学Zipfel:无损“电生理”钙流为气孔免疫钙通道OSCA1.3的鉴定提供关键证据

期刊:Nature

研究使用平台:NMT植物防御创新平台

标题:The calcium-permeable channel OSCA1.3 regulates plant stomatal immunity

作者:Cyril Zipfel(苏黎世大学、东英吉利大学),Kathrin Thor(苏黎世大学),Shushu Jiang(中国科学院分子细胞科学卓越创新中心、东英吉利大学)

 

检测离子/分子指标

Ca2+

 

检测样品

5-6周龄拟南芥叶片下表皮保卫细胞

 

中文摘要

      对生物和非生物胁迫的感知通常导致植物气孔关闭。钙离子(Ca2+)穿过质膜的快速流入在这种反应中起着重要作用,但是所涉及的Ca2+通道的身份仍然难以捉摸。本研究报告拟南芥Ca2+渗透通道OSCA1.3控制免疫信号传导期间的气孔关闭。一旦发现病原体相关的分子模式(PAMP),OSCA1.3就会被快速磷酸化。生化和定量磷酸化蛋白质组学分析表明,免疫肽相关的胞质激酶BIK1在用肽PAMP flg22处理后数分钟内即可与OSCA1.3的N末端胞质环相互作用并使其磷酸化。遗传和电生理数据表明,OSCA1.3可渗透Ca2+,并且BIK1介导的N末端磷酸化增加了该通道的活性。值得注意的是,OSCA1.3及其被BIK1磷酸化对于免疫信号传导过程中的气孔关闭至关重要,而OSCA1.3在感知到脱落酸后,并不调节气孔关闭。因此,这项研究确定了植物Ca2+通道及其在免疫信号转导期间气孔关闭的激活机制,并提出了Ca2+内流机制对不同胁迫的响应的特异性。

 

离子/分子流实验处理方法

(1)1 µM flg22瞬时处理拟南芥(Col-0和osca1.3/1.7
(2)1 mM氯化镧处理拟南芥Col-0 10分钟后,加入1 µM flg22瞬时处理

 

离子/分子流实验结果

      使用非损伤微测技术检测Col-0和osca1.3/1.7保卫细胞的净Ca2+流速。结果发现,与Col-0相比,在加入flg22后7分钟内的Ca2+吸收速率在osca1.3/1.7中降低了(图b)。

 

图1. Col-0和osca1.3/1.7保卫细胞的净Ca2+流速。正值代表离子吸收。

 

      检测在有或没有进行氯化镧预处理的情况下的Col-0保卫细胞的Ca2+吸收速率,发现氯化镧处理后,在添加了flg22后8分钟内的Ca2+吸收明显被阻断(图c)。

 

图1. flg22诱导的Ca2+流速被镧阻。正值代表离子吸收。

 

其他实验结果

  • OSCA1.3与BIK1相关。

  • OSCA1.3被BIK1磷酸化,S54是主要的磷酸化位点。

  • OSCA1.3是一种BIK1激活的钙渗透通道。

  • OSCA1.3和OSCA1.7是气孔免疫所必需的。

  • 预测OSCA1.3的拓扑结构,包括可能的BIK1磷酸化位点和OSCA第1分支蛋白的环1多重对齐。

  • OSCA1.3定位于质膜。

  • PBL1也磷酸化OSCA1.3。

  • OSCA1.3促进HEK细胞钙内流。

  • OSCA1.3和OSCA1.7是BIK1激活的钙离子通道。

  • osca1.3/1.7中,AtPep1诱导的气孔导度降低受到损害。

 

结论
      该研究表明OSCA1.3是调节拟南芥免疫过程中气孔关闭的关键Ca2+通道,并且它的激活和功能都依赖于BIK1介导的磷酸化。该研究明确了一个长期受关注的Ca2+通道及其在免疫信号传导过程中激活气孔关闭的机制,并揭示了Ca2+内流机制在不同胁迫下的特异性。

 

测试液

1 mM KCl, 1 mM CaCl2, 10 mM MES, pH 6.0

 

NMT仪器信息

 

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

 

 

 

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2702-1

 

供稿:赵雪琦
编辑:刘兆义

 

关键植物防御;气孔;钙离子;Nature;非损伤微测技术;PAMP;植物类