探討基因NbRLP1 在圓葉菸草與疫病菌交互作用的角色

Abstract

植物藉由位於細胞膜之pattern-recognition receptor (PRR) 辨認環境中微生物的保守性構造(microbe-associated molecular pattern, MAMP)，而引發Pattern-triggered immunity (PTI)。 近年研究發現PRR的作用尚須其他PRR交互作用蛋白的參與，例如細胞膜蛋白BRI1-associated receptor kinase (BAK1)與Suppressor of BIR1-1 (SOBIR1)等。疫病菌(Phytophtora parasitica)是植物重要病原菌，目前已有elicitin ParA1 (P. parasitica elicitin)等多種疫病菌的MAMP被發現。Elicitin能在多種茄科植物引起植物組織壞疽（necrosis），BAK1與 SOBIR1皆被發現在elicitin引發植物細胞死亡過程扮演不可或缺的角色。SlSOBIR1原本位於細胞膜，以ParA1處理植物後，會被胞吞進入胞內體（endosome）。為瞭解相關作用機制，黃(2014)以SlSOBIR1進入胞內體的時機點進行共免疫沉澱及質譜分析，發現菸草NbRLP1可能為SlSOBIR1的交互作用蛋白。本研究進一步分析其特性，發現接種疫病菌後24小時，疫病菌在菸草引發的水浸狀壞疽病斑開始擴大，NbRLP1的基因表現量也大幅提升。以agrobacterium-mediated transient expression過量表現 NbRLP1能加劇ParA1 在菸草葉片引發組織壞疽，而靜默NbRLP1的基因表現則會抑制疫病菌於菸草的病程發展。以共軛焦顯微鏡觀察NbRLP1-GFP在菸草葉片表皮細胞的分佈情形，發現NbRLP1-GFP位於內質網膜，且因應ParA1的處理會集中分佈於內質網與細胞膜接觸點 (endoplasmic reticulum-plasma membrane contact site, EPCS) ，進一步將SOBIR1-mCherry與NbRLP1-GFP 共同表現於菸草葉片發現，因應ParA1處理，SOBIR1-mCherry所標記的胞內體會緊靠著NbRLP1-GFP所標示的內質網與EPCS構造分佈。這些結果顯示NbRLP1位於內質網膜，但可能在EPCS與SOBIR1產生交互作用；此外，NbRLP1也在植物與疫病菌的交互作用及植物對ParA1的反應扮演重要角色，但相關詳細機制尚待深入探討。