中国科学院植物所/北京林业大学林金星教授与河南大学合作在植物学知名期刊The Plant Cell上发表了题为“Secretion of Phospholipase Dδ Functions as a Regulatory Mechanism in Plant Innate Immunity”的研究论文。

植物先天免疫反应体系 (Plant innate immunity) 是植物抵御大量病原微生物的免疫体系，其分子机理的揭示将为植物病害的防治提供新的策略。其中，磷脂酶Dδ —磷脂酸 (PLDδ – PA) 信号途径在植物启动众多免疫反应来抵御病原微生物胁迫的过程中发挥着重要作用。PLDδ响应病原菌信号的特殊定位与其激活和启动磷脂信号途径至关重要。过去的研究主要围绕PLDδ产生PA启动植物抗病反应方面，大多是通过生理学和遗传学手段。然而，由于研究手段的局限，PLDδ在活体水平上响应病原菌信号的时空动态行为以及特殊定位的调控机制知之甚少，而且PLDδ的特殊定位是如何调控其抗病功能这一机制的研究亟待突破。

2019年12月，中国科学院植物研究所/北京林业大学林金星教授研究团队在植物科学领域国际知名学术期刊The Plant Cell杂志在线发表了题为“Secretion of Phospholipase Dδ Functions as a Regulatory Mechanism in Plant Innate Immunity ”的研究论文。该团队基于大麦白粉病菌 (Blumeria graminis f. sphordei, Bgh) 入侵模式植物拟南芥的免疫反应，针对磷脂信号途径研究的关键问题，运用活细胞内蛋白分子的标记和实时动态观察，揭示了胞吐通过调控PLDδ的重定位和动态变化参与植物对病原菌的响应过程，为研究胞吐在植物免疫反应过程中的调控机制提供了新观点。

图为病原菌刺激后，PLDδ和PEN1的相互作用

该研究团队通过荧光漂白恢复技术 (Fluorescence recovery after photobleaching, FRAP) 分析发现，病原菌刺激下，胞吐作为一条快速有效的通路参与PLDδ响应病原菌信号的过程。同时胞吐点量化分析结果表明，植物进化出一种自我平衡机制来通过调控PLDδ BFA敏感型和不敏感型胞吐途径的动态平衡来响应病原菌信号。借助荧光共振能量转移结合荧光寿命成像显微术 (Fluorescence resonance energy transfer with fluorescence-lifetime imaging microscopy, FRET-FLIM) 结合生物化学和遗传学手段，该团队进一步揭示，SNARE蛋白复合体介导的BFA敏感型胞吐途径负责PLDδ在响应病原菌信号的重定位过程，而且PLDδ在病原菌入侵处的正确定位对于植物免疫反应过程中PA介导的信号转导过程十分重要。

该研究成果将PLDδ的抗病功能与其响应病原菌信号入侵的重定位现象联系起来，并且深入研究了不同的胞吐转运途径介导PLDδ重定位的调控机制。这一研究成果不仅为磷脂信号途径关键酶类的定位差异与响应病原菌信号刺激的关联性提供重要的实验证据，而且拓展了胞吐途径调控抗病蛋白响应病原菌信号的功能研究。

中国科学院植物所/北京林业大学林金星教授为该论文的通讯作者，中国科学院植物所/河南大学邢晶晶博士和北京林业大学李晓娟教授为该论文共同第一作者。中国科学院遗传与发育研究所沈前华研究员、德国伯恩大学František Baluška教授、捷克帕拉茨基大学Jozef Šamaj教授和河南大学祝英方教授也参与了此项工作。该论文得到了北京林木分子设计育种高精尖创新中心、国家自然科学基金和高等学校学科创新引智计划（111引智计划）等项目的资助。