近日，北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心/生物学院林金星教授与河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室邢晶晶博士等联合在国际知名学术期刊Trends in Plant Science上发表了题为“Coordination of phospholipid-based signaling and membrane trafficking in plant immunity”的综述论文。

植物自身的免疫防御机制能够保护植物在生长发育过程中免受病原微生物的侵害。磷脂信号途径 (Phospholipid-based signaling) 和囊泡转运 (Membrane trafficking) 协同调控植物免疫应答过程，是连接膜上病原菌识别、传递信号以及免疫应答的重要桥梁，在植物抵御病原微生物的入侵过程中起关键作用。但是，过去对于磷脂信号途径在囊泡转运过程中的调控机制以及二者的协同作用却缺乏系统的总结。

图示磷脂信号途径和囊泡转运协同调控植物免疫反应

该综述首先简要概述了植物中的磷脂信号通路，并对植物中的磷脂酶类、激酶类和磷脂信号小分子及其主要功能等进行了归纳总结。随后，基于近年来磷脂信号调控囊泡转运的研究进展以及该团队前期在胞吐调控磷脂信号途径关键酶类功能的研究成果 (Plant Cell, 2019)，重点阐述了植物免疫反应中磷脂信号途径的关键酶类和信号分子在调控抗病蛋白的时空动态与招募方式、囊泡转运的膜弯曲与膜融合过程、细胞骨架引导的定向运输以及招募转运相关调控因子等过程中的作用机制。同时，还简要叙述了磷脂信号途径通过偶联胞吞作用，精细调控植物模式识别受体 (Pattern-recognition receptors, PRRs) 在质膜上的信号传递，以及偶联胞吐作用调控抗病分子的重新定位，构建植物防御体系。更为重要的是，磷脂信号途径中的一些分子 (例如，PA和PtdIns(4,5)P2) 作为关键偶联因子，在调控胞吞-胞吐运输之间的平衡中发挥重要的作用。最后，基于可变角全内反射荧光显微术和超高分辨率显微术结合三维单颗粒示踪技术等单分子检测技术，提出了植物细胞磷脂信号途径与囊泡转运协同调控机理的研究方向。该综述对深入探讨植物精细调控磷脂信号和囊泡转运的协作参与植物免疫应答具有重要的参考价值。

近年来，林金星教授团队在功能膜蛋白囊泡转运、植物磷脂酶类应答生物胁迫等方面取得了较好的研究进展。该团队在国际上率先建立了植物细胞单分子检测平台，将单个膜蛋白运动参数的分析精度推进到纳米和毫秒级，并发展了多种膜蛋白相互作用的单分子分析方法，形成了较为完整的植物单分子研究体系。目前，该团队已在Annal Review of Plant Biology, PNAS, Nature Protocols, Plant Cell, Molecular Plant和Trends in Plant Science等国际高水平期刊上发表多篇重要成果。

河南大学特聘教授邢晶晶博士和河南师范大学张亮副教授为该论文的共同第一作者，河南大学为第一完成单位，北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心/生物学院林金星教授为该论文的通讯作者。该论文得到了国家自然科学基金、北京林木分子设计育种高精尖创新中心、中国科协“青年人才托举工程”和河南大学等项目的资助。