近日，园艺学院蔬菜生物技术与种质资源创新团队杜羽教授课题组在《Plant Biotechnology Journal》发表题为“Potato protein tyrosine phosphatase StPTP1a is activated by StMKK1 to negatively regulate plant immunity”的研究论文，该研究揭示了马铃薯酪氨酸磷酸酶StPTP1a被StMKK1激活，从而去磷酸化MPK4和MPK7负向调控植物免疫反应。

该课题组前期研究发现致病疫霉菌RXLR效应蛋白PITG20303通过靶向并稳定植物免疫负调控因子丝裂原活化蛋白激酶StMKK1促进植物感病（Du et al., 2021）；进一步研究显示StMKK1通过负调控PTI（PAMP-triggered immunity）反应以及水杨酸（Salicylic acid, SA）信号通路，负调控马铃薯免疫反应（Chen et al., 2021）；此外，课题组发现StMKK1的直接下游信号组分StMPK7通过磷酸化并稳定RNA结合蛋白StUBA2a/b，从而激活SA信号通路正调控植物对疫霉菌的抗性（Zhang et al., 2021；Li et al., 2022）。本研究在此前期基础上，进一步揭示了马铃薯StMKK1-StMPK4/7级联的调控机制。

该研究通过酵母双杂交筛选，鉴定到一个与StMKK1互作的候选蛋白马铃薯酪氨酸蛋白磷酸酶StPTP1a，通过酵母双杂交技术（Yeast Two Hybrid，Y2H）、免疫共沉淀技术（Co-immunoprecipitation assay，Co-IP）以及荧光素酶互补成像技术（Luciferase complementary imaging technology，LCI）验证了StMKK1和StPTP1a之间的相互作用；进一步研究发现StPTP1a负向调控马铃薯免疫反应，抑制SA信号通路相关基因的表达。此外，酶活性试验确认了StPTP1a是一种功能性磷酸酶，磷酸化试验表明其可以被StMKK1磷酸化而激活；质谱分析成功鉴定到StPTP1a被StMKK1磷酸化的三个位点Ser-99、Thr-223和Thr-290，进一步的三位点突变体不能被StMKK1激活，表明这些位点对StPTP1a的催化活性至关重要。

研究者还发现StPTP1a与StMKK1下游信号组分StMPK4/7互作并将其去磷酸化，通过在本氏烟草中分别共沉默NbPTP1a和NbMPK4或NbPTP1a和NbMPK7并进行接菌试验，发现与NbMPK4/7共沉默后，NbPTP1a沉默引起的植物对致病疫霉菌（Phytophthora infestans）的抗性增强表型丧失，进一步确认了NbMPK4和NbMPK7在StPTP1a的下游发挥作用；此外，western blot 结果表明StPTP1a在PTI后期被磷酸化和稳定，进而去磷酸化StMPK4和StMPK7。

综上所述，研究结果表明，在PTI被引发的初期StMKK1磷酸化并激活StMPK7/4，而在PTI后期，StMKK1通过磷酸化并激活StPTP1a，激活后的StPTP1a通过去磷酸化MPK7/4而抑制二者功能（图1）。该研究解析了StMKK1通过介导StPTP1a的激活，实现了对StMPK7/4活性的精确调控，从而使植物避免过度激活免疫反应，调节了植物生长和防御的平衡。

图1 StMKK1依赖StPTP1a抑制植物免疫

园艺学院杜羽教授为该论文的通讯作者，博士研究生李芳芳和陈小康为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金（32072401）、中国高校科学基金（2452018028，2452017069）以及国家外国专家局高校创新学科人才引进计划(111计划)(#B18042)等项目的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.13979

编辑：张晴

终审：徐海