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植物Pep短肽的研究进展

2021-11-06聂甲玥杨文文樊红霞王幼平吴德伟

生物技术通报 2021年9期
关键词:植物

聂甲玥 杨文文 樊红霞 王幼平 吴德伟

(扬州大学生物科学与技术学院,扬州 225009)

在自然界中,病原菌侵染、昆虫啃食、机械损伤等各种不利环境因素时刻威胁着植物的生存,而植物往往能够利用一些外源或内源信号分子,识别并有效应对这些生物或非生物胁迫[1-3]。这些信号分子包括来源于病原菌的病原菌相关分子模式PAMP(pathogen-associated molecular patterns,PAMP)[4-5]和来源于植物自身的损伤相关分子模式(danger-associated molecular patterns,DAMP)[4]。PAMP和DAMP可以被定位于质膜的模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)识别[6],进而触发植物抗性反应。近年来,在植物中发现一类新型短肽Pep,可以作为一种DAMP分子,调控植物免疫。Pep在大多数被子植物中广泛存在,包括一些重要的农作物中,如玉米、水稻、番茄等[7-9]。一些研究表明,Pep可以正调控植物对细菌、真菌以及食草动物等的抗性[7,10-13]。此外也有研究发现,Pep在植物生长发育[14-15]和非生物胁迫响应[16-17]中也发挥重要的调控功能。本文将对近年来Pep相关的一些研究进展进行综述,并对该领域尚待解决的一些科学问题和可能的应用方向进行展望,以期对相关研究者有所启发。

1 Pep的产生

2006年,Huffaker等[18]首先在拟南芥中鉴定到一种能激活植物先天免疫的、由23个氨基酸组成的植物内源性短肽,并将其命名为AtPep1,拉开了Pep短肽研究的序幕。AtPep1由其前体蛋白AtPROPEP1切割而形成,而AtPROPEP1在拟南芥中有8个同源蛋白[19](图1),经切割后分别形成AtPep1-AtPep8。前体蛋白AtPROPEPs的氨基酸序列整体上只有12%-47%相似性[20],但其C端大多都含有一段相对保守的AtPep基序SSG-x2-G-x2-N(图2)。

图1 拟南芥中Pep前体蛋白PRPPEP1-PROPEP8氨基酸序列的保守性……

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