Vezik manbràn eksteryè bakteri yo pwovoke yon chanjman transkripsyon nan Arabidopsis nan direksyon aktivasyon sistèm iminitè ki mennen nan sipresyon kwasans patojèn nan plant.
Nov 21, 2023
Résumé
Bakteri Gram-negatif fòme ti boul esferik sou periferi selil yo, ki pita disoye nan miray selil bakteri yo pou fòme vesik ekstraselilè. Nano-echèl estrikti sa yo, ke yo rekonèt kòm vesik manbràn ekstèn (OMVs), yo te montre ankouraje enfeksyon ak maladi epi yo ka pwovoke pwodiksyon iminitè tipik nan tou de mamifè ak lame plant yo. Pou pi byen konprann gwo chanjman transkripsyon plant yo sibi apre ekspoze a OMVs, nou trete Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) plant ak OMVs ki pirifye soti nan bakteri patojèn nan plant Gram-negatif Xanthomonas campestris pv. campestris ak fè analiz RNA-seq sou plant OMV ak mock-trete nan 2, 6, ak 24 èdtan apre defi. Chanjman transkripsyon ki pi pwononse a te fèt nan de premye pwen tan yo teste, jan yo reflete pa kantite jèn ki eksprime diferansye ak chanjman pliye an mwayèn. OMV yo pwovoke yon gwo chanjman transkripsyon nan direksyon deklanchman sistèm iminitè a, ki ogmante yon kantite wout ki gen rapò ak iminitè ki gen ladan yon varyete de reseptè iminitè yo. Konpare repons Arabidopsis nan OMV yo ak nan elisitè pirifye, te revele ke OMV yo pwovoke yon seri jèn ak chemen menm jan ak elicitors sèl, sepandan, chemen aktive pa OMV yo epi yo pa lòt elistors yo te detekte. Pretrete plant Arabidopsis ak OMVs epi imedyatman enfekte yo ak yon patojèn bakteri mennen nan yon rediksyon enpòtan nan kwasans patojèn. Mitasyon nan reseptè faktè elongasyon plant (EFR), reseptè flagellin (FLS2), oswa ko-reseptè kinaz kinaz ki ensansib brassinosteroid 1-asosye (BAK1), pa t 'siyifikativman afekte efè priming iminitè OMV yo. Ansanm rezilta sa yo montre ke OMV yo pwovoke yon gwo chanjman transkripsyon nan Arabidopsis ki mennen nan regilasyon an nan plizyè chemen iminitè, e ke chanjman transcriptional sa a ka fasilite rezistans nan enfeksyon bakteri.
MO KLE
Arabidopsis thaliana, enfeksyon bakteri, vesik ekstraselilè, OMV, vesik manbràn ekstèn, iminite plant, RNA-seq, Xanthomonas campestris pv. campestris
benefis cistanche pou gason-ranfòse sistèm iminitè
1. ENTWODIKSYON
Plant yo toujou ap konfwonte ak mikwòb mal ki byen devlope sou tisi yo epi ki anpeche kwasans nòmal. Yon repons defans efikas depann anpil de deteksyon rapid ak egzat ak idantifikasyon mikwòb anvayi a. Pou rezon sa a, plant yo itilize sistèm siveyans laj pou kontwole envazyon patojèn (Cook et al., 2015). Yo espekile ke premye liy sistèm siveyans plant la, oswa premye koòdone selilè kote plant ak mikwòb kominike, se espas entèselilè a, apoplast la. La, rekonesans mikwòb anvayisan yo medyatè pa reseptè rekonesans modèl (PRRs) ki ekspoze ak manbràn, ki ekspoze nan yon lòt selil (Boutrot & Zipfel, 2017; Couto & Zipfel, 2016). PRR yo rekonèt detèminan mikwòb ki lajman prezan ak konsève nan mitan anpil mikwòb epi yo ke yo rekonèt kòm modèl molekilè ki asosye ak mikwòb oswa patojèn (MAMP) (Ranf et al., 2016). Depi mikwòb yo sibi mutajenèz nan yon vitès rapid, reseptè iminitè itil evolisyonè yo adapte pou detekte rejyon trè konsève nan eleman mikwòb enpòtan ki pa ka fasil jete oswa mitasyon akòz yon pri fizik grav. Pou egzanp, flagellin bakteri se yon eleman enpòtan nan fizyoloji anpil mikwòb ki gen ladan patojèn, e kounye a se youn nan MAMP yo pi byen etidye (Felix et al., 1999; Zipfel et al., 2004). Pèsepsyon flagellin, oswa epitop sentetik flg22 (ki gen ladan 22 asid amine trè konsève nan N-tèminal blòk bilding flagèl la, flagellin), pa reseptè iminitè flagellin sensing 2 (FLS2) plant paralèl la, mennen nan yon gwo chanjman transcription. , ki te swiv pa yon repons iminitè efikas ki sispann enfeksyon (Chinchilla et al., 2007; Gómez-Gómez & Boller, 2000). Anpil MAMP li te ye yo asosye ak miray selil mikwòb la. Pou egzanp, chitin chanpiyon (Fesel & Zuccaro, 2016), peptidoglikan bakteri (PG) (Erbs et al., 2008; Gust et al., 2007), lipopolisakarid bakteri (LPS) (Dow et al., 2000; Silipo et al. ., 2005), flagellin (Boutrot & Zipfel, 2017; Felix et al., 1999), ak plis ankò. Men, li pa byen klè ki jan eleman ki asosye ak miray selil sa yo kominike avèk reseptè iminitè ki asosye yo nan planta. Kit sa rive akòz lanmò selil ak / oswa degradasyon miray selil la, oswa atravè lage aktif nan eleman tankou flagellum la, se yon sijè ki bezwen plis envestigasyon (Bahar, 2020).
Yon egzanp lage aktif nan fragman miray selil pa bakteri Gram-negatif se detachman nan vesik ekstraselilè (EVs) ki bleb ak zongle soti nan manbràn eksteryè a nan anviwònman an ki antoure (Kulp & Kuehn 2010; Théry et al., 2018). ). EVs bakteri sa yo souvan rele vesik manbràn ekstèn (OMVs), epi kounye a nou pral konfòme yo ak nomanklati sa a (Schwechheimer & Kuehn, 2015). Pwosesis lage OMV fèt kontinyèlman ak nan divès kondisyon anviwònman, ki gen ladan pandan kolonizasyon lame (Gurung et al., 2011; Ionescu et al., 2014; Jin et al., 2011). Anplis molekil entegral manbràn ekstèn tankou pwoteyin manbràn ekstèn (OM), LPS, ak lipid, OMV yo ankapsule likid periplasmik, ki fòme ak yon seri divès molekil tankou pwoteyin, anzim ki degrade mi selil, polisakarid, ak asid nikleyik (Kuehn & Kesty, 2005). Piske OMV yo lage pandan kolonizasyon lame a, epi piske kago yo konsiste de MAMP yo, li tante pou espekile ke yo aji kòm transpòtè elisitè iminitè ki bay molekil ki pwovoke yo nan tou pre reseptè iminitè ki asosye yo (Bahar, 2020; Katsir & Bahar, 2017). Vreman vre, yo montre OMV yo pwovoke sistèm iminitè mamifè yo ak plant yo lè yo prezante bay lame yo (Bahar et al., 2016; Ellis & Kuehn, 2010; Janda et al., 2021; McMillan et al., 2021). Pandan ke nan selil mamifè yo tou de LPS yo ak eleman pwoteyin nan OMV yo aji kòm elisitè iminitè (Ellis et al., 2010), nan plant yo, li poko klè ki molekil OMV yo se premye elisitè iminitè yo.
Anplis modulation repons iminitè lame a, yo te montre OMV yo pote faktè virulans epi yo dwe patisipe nan yon foul moun nan pwosesis. Sa gen ladann kominikasyon selil-selil (Deatheragea & Cooksona, 2012; Mashburn & Whiteley, 2005; Raposo & Stahl, 2019), livrezon toksin nan selil sib yo (Ellis & Kuehn, 2010; Kadurugamuwa & Beveridge, 1996), fòmasyon biofilm (Schooling). & Beveridge, 2006), trempe nan konpoze antimikwòb (Manning & Kuehn, 2011), repons a estrès (MacDonald & Kuehn, 2013), transfè jèn orizontal (Fulsundar et al., 2014; Velimirov & Ranftler, 2018) ak virulans (Ellis). & Kuehn, 2010; Kunsmann et al., 2015). Pandan ke pi fò nan egzanp sa yo soti nan syans nan patojèn bakteri mamifè, etid resan ak bakteri patojèn plant yo sipòte tou ke OMV yo ankouraje virulans bakteri ak kolonizasyon plant yo. Ionescu et al. (Ionescu et al., 2014) te montre ke pwodiksyon OMV pa patojèn nan plant Xylella fastidiosa pandan kolonizasyon veso ksilèm inibit atachman bakteri ak eleman ki kondi dlo nan plant la (ksilèm la), balanse balans ki genyen ant fòm sesil ak mobil nan plant la. patojèn nan direksyon fòm mobil lan. Yo kwè fòm sa a ankouraje dispèsyon selilè nan xilèm la, ki mennen nan yon bès pi vit nan plant la (Ionescu et al., 2014). De lòt etid yo te montre ke faktè virulans tankou tip II-sekre lipases/esterase ak xylanase, ak tip III-sekre efèktè, yo sekrete an asosyasyon ak OMVs (Chowdhury & Jagannadham, 2013; Sidhu et al., 2008; Solé et al. ., 2015) sijere ke OMV ka gen yon wòl enpòtan nan virulans bakteri. Konpleksite molekilè OMV yo, ansanm ak fonksyon doub ak pètèt opoze li yo nan lame a (pwovoke iminite ak ankouraje virulans), pouse nou etidye pi laj repons transkripsyon plant Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) nan defi OMV ak teste si chanjman transcriptional sa a. ta pwovoke rezistans oswa sansiblite nan enfeksyon bakteri ki vin apre.
2 MATERYÈL AK METÒD
2.1 Materyèl plant ak kondisyon kwasans
Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) sovaj liy Col-0 ansanm ak liy mutan sa yo: bak- (Schlesinger et al., 2011) ak Falls ever (Nekrasov et al., 2009) yo te itilize nan etid sa a. Grenn Arabidopsis yo te esterilize sifas epi simen sou plak agar Murashige ak Skoog (MS) jan sa dekri (Bahar et al., 2016). Plak yo te kenbe nan fè nwa a 4◦C pou 2-4 jou epi yo te deplase yo nan 22◦C pou jèminasyon pou 5-8 jou. Yo te transfere plant ki jèmen ki gen menm gwosè nan 24-plak byen (de plant pou chak pi) ki gen 1 ml mwayen MS ak 1% (w:v) sikwoz (Duchefa Biochemie) epi yo te grandi pou yon lòt 8-10 jou nan menm kondisyon yo anvan defye ak elicitor jan sa dekri anba a. Pou tès priming, grenn Arabidopsis sovaj kalite Col-0 ak liy mutan (tonbe tout tan ak tounen-) yo te jèmen jan sa dekri pi wo a epi yo te transplante'tèt nan po 7 × 7 × 6 cm (1 plantules / po) ki gen melanj. tè Green #7611 (Evenari, Ashdod, Izrayèl) ak grandi nan yon fotoperyòd 9.5 h nan 22–24˚C. Plant yo te
2.2 Pirifikasyon vesik manbràn eksteryè bakteri
Aksyon glisewol Xanthomonas campestris pv. campestris(Xcc) 33913 te trase sou plak Noutritif Agar (Difco, NA, Becton, Dickinson, and Company) epi yo te grandi pandan 2–5 jou nan 28˚C. Selibatè koloni yo te kolekte epi yo te itilize pou vaksinen yon starter 3-mL YEB (bouyon ekstrè ledven) ki gen 10 ug/ml idrat cephalexin (Cp, Sigma-Aldrich). Kòmanse yo te grandi lannwit lan nan 28 ◦C ak 185-200 rpm souke epi yo te itilize yo vaksine 500 ml PSB (bouyon pepton sikwoz) mwayen ak antibyotik (jan sa dekri pi wo a) nan 2-L Flasks. nan yon rapò ∼1:1000 (v:v). Kilti yo te grandi jan sa dekri pi wo a nan yon OD600 nan 0.6-0.8 epi Lè sa a, selil bakteri yo te file desann ak OMV yo te ekstrè nan supernatant la jan sa dekri (Mordukhovich & Bahar, 2017). Lè sa a, preparasyon OMV brit la te sibi santrifijasyon gradyan Optiprep pou jwenn OMV pirifye, jan sa dekri (Bahar et al., 2016; Mordukhovich & Bahar, 2017). Chak pakèt OMV te pirifye soti nan 1.5-L kilti bakteri epi finalman te resuspend nan 1 ml PBS (pH 7.3). Yo te itilize OMV pirifye imedyatman oswa estoke nan 4◦C jiska 7 jou anvan yo itilize yo. Distribisyon gwosè OMV yo te mezire lè l sèvi avèk yon aparèy gaye limyè dinamik (Zetasizer Nano ZS, Malvern Panalytical, Worcestershire, UK) e li te gen yon dyamèt vle di 121.7 ± 55.43 nm (SD). Konsantrasyon patikil yo te mezire menm jan an epi yo bay chak deskripsyon eksperyans anba a.
cistanche tubulosa-amelyore sistèm iminitè
2.3 Arabidopsis defi plantules ak OMVs
Pou egzamine repons transkripsyon Arabidopsis nan defi OMV, yo te itilize plant Col-0 ki grandi nan 24-plak byen jan sa dekri pi wo a. Jou a anvan defi OMV la, MS medyòm yo te retire nan plak yo epi ranplase yo ak 250 ul nan dH2O esteril, epi yo te kite plak yo sou ban an lannwit lan. Nan denmen maten apre, yo te ajoute 20 ul OMV pirifye (30 ug pou chak ml ki koresponn ak 1.44 × 109 patikil pou chak pi), oswa dH2O esteril kòm mock, yo te ajoute nan chak pi. Yo te ranmase plant yo 2, 6, ak 24 èdtan apre defi a, yo te seche sou papye, epi yo te jele ak azòt likid nan 2-mL tib Eppendorf Safe-Lock (Hamburg, Almay). Nan chak pwen tan, yo te kolekte kat pi OMV-trete ak kat mock-trete, ki reprezante kat replike byolojik pou chak tretman nan chak pwen tan.
2.4 RNA pirifikasyon
RNA te extrait de Arabidopsis plant lè l sèvi avèk reyaktif TRIzol (Invitrogen) dapre enstriksyon manifakti a. RNA te pirifye plis lè yo itilize Turbo DNA-gratis Twous (Ambion, Thermo Fisher Scientific), ak RNA Netwayaj ak Konsantrasyon Twous (Norgen Biotek) dapre enstriksyon manifakti a. Echantiyon RNA pirifye yo te sibi konsantrasyon ak analiz kalite lè l sèvi avèk yon machin TapeStation 2200 (Agilent Technologies), RNA Screen Tape, ak RNA Screen.
2.5 Konstriksyon bibliyotèk RNA ak sekans
Pou chak tretman ak pwen tan, yo te chwazi de echantiyon ki montre pite ki pi wo a pou analiz. Bibliyotèk mRNA TruSeq (Illumina) ak kaptire PolyA yo te prepare nan echantiyon RNA yo chwazi nan Crown Institute of Genomics nan Weizmann Institute of Science (Rehovot, Izrayèl). Chak echantiyon yo te make, epi yo te prepare yon pisin nan echantiyon yo. Lè sa a, pisin sa a te chaje andedan de liy NGS, epi kouri nan machin sekans Illumina HiSeq, nan mòd kouri pwodiksyon segondè, yon sèl lekti (SR) 60 (v4).
2.6 Sekans li premye pwosesis
The raw sequence reads were cleaned with Trimmomatic software v 0.36 (Bolger et al., 2014), removing low-quality reads and remaining adapter sequences. The clean reads were mapped to the reference Arabidopsis TAIR10 reference genome (Lamesch et al., 2012) using bowtie2 (Langmead & Salzberg, 2012) and quantification of gene expression was done using RSEM (Li & Dewey 2011). Principal component analysis and sample correlation matrix were calculated with the function cor() and pre-comp (), respectively, of the R base package version 3.6.1. DEGs were determined using the DESeq2 tool (Love et al., 2014). The FDR (false discovery rate) cutoff chosen was FDR < 0.05. The LogFC (Log of the fold change) cutoff for the up-regulated and the downregulated genes, was >
2.7 Ontoloji jen ak deskripsyon jèn
Gene Ontologies (GO) yo te jwenn lè l sèvi avèk GO Annotations TAIR a (http://www.arabidopsis.org/tools/bulk/go/index.jsp). Deskripsyon jèn yo, dapre modèl jèn yo, yo te jwenn lè w itilize rechèch deskripsyon jèn TAIR a (http://www.arabidopsis.org/tools/bulk/genes/). Anrichisman GO yo te kalkile lè l sèvi avèk zouti entènèt AgriGO (http://bioinfo.cau.edu.cn/agriGO/index.php) lè l sèvi avèk locus genomic Arabidopsis (TAIR10) kòm referans.
2.8 Validasyon Quantitative-PCR ak RNA-seq
Pou valide done RNA-seq, yo te itilize echantiyon RNA nan plant mock- ak OMV-challenged pou sentèz cDNA, ki te swiv pa quantitative-PCR (qPCR) lè l sèvi avèk premye jèn espesifik (Supp. Table S4), jan sa dekri (Bahar et al. , 2016). An jeneral, yo te teste 17 DEG ki soti nan seri done RNA-seq la, lè l sèvi avèk kat replike byolojik RNA nan plant ki trete OMV oswa mock-trete. Ekspresyon relatif jèn yo teste yo te konpare ak ekspresyon ubiquitin, lè l sèvi avèk yon machin PCR 7500 Fast an tan reyèl (Applied Biosystems), jan sa dekri (Bahar et al., 2016).
2.9 Konpare repons transkripsyon Arabidopsis ak MAMP yo ak OMV yo
Yo te konpare done OMV nou an ak transcriptom ki disponib nan Arabidopsis ki te defye ak flg22, (Denoux et al., 2008) elf26 (Zipfel et al., 2006), PGN (Willmann et al., 2011), OG (Davidsson et al., 2011). , 2017) ak LPS (Livaja et al., 2008). Pou konparezon done, yo te fè anrichisman tèm GO ak GO pwovoke yo te vizyalize pa dyagram Venn jan sa dekri pi wo a.
2.10 Eksperyans priming Arabidopsis
Pou teste efè priming Xcc OMVs sou Arabidopsis ki enfekte ak Pseudomonas syringae pv. tomat DC3000 (Pst), nou te swiv pwosedi Zipfel et al. (2004). An brèf, fèy nan plant Arabidopsis 6-8 semèn, grandi jan sa dekri pi wo a, yo te enfiltre ak 50-100 ul nan pirifye Xcc OMVs (30 ug/ml, ki koresponn ak 3.6-7.2 × 109 patikil. pou chak fèy), 1 μM flg22, oswa dlo lè l sèvi avèk yon sereng san zegwi. Pou chak tretman, yo te itilize 5 fèy/plant ak twa replike plant. Pst inoculum te prepare nan kiltive bakteri an sou plak mwayen King's B (20 g/L peptone, 1.5 g/L MgSO4 x7H2O, 10 ml/L gliserin, ak 15 g/L agar) nan 28˚C pou 2-3 jou, ak Lè sa a, resuspending koloni yo ak dlo ak ajiste konsantrasyon nan inoculum a 105 CFU / ml. Pst inoculum te enfiltre nan fèy prime 24 èdtan apre priming, lè l sèvi avèk yon sereng zegwi-mwens (apeprè 100 ul yo te enfiltre nan chak fèy). Yo te detèmine kwasans bakteri nan 0 (1 èdtan apre inokulasyon) ak 2 jou apre inokulasyon (dpi) nan kolekte epi peze fèy yo inokulasyon, maserasyon yo nan 1 ml 10 mM MgCl2 ak plake 10-pliye dilusyon seri sou King's. B plak agar. Yo te detèmine kantite CFU sou chak plak 2 jou apre epi yo te kalkile pou chak g fèy.
FIGIR 1 Repons transkripsyon Arabidopsis a OMV nan 2, 6 ak 24 apre defi. Analiz prensipal eleman (A) ak echantiyon matris korelasyon (B) nan repons transkripsyon plant Arabidopsis a OMV, oswa mock, nan 2, 6 ak 24 èdtan apre defi.
2.11 Esay kwasans bakteri an vitro
Pou evalye efè Xcc OMV ki pirifye yo sou kwasans Pst an vitro, yo te grandi Pststarters nan mwayen likid King's B pou 24 èdtan nan 28˚C epi yo itilize yo pou yo bay twa kilti diferan ki genyen 12 ml mwayen King's B chak, nan {{3 }}mL Tib Falcon nan yon rapò 1:100. Kilti bakteri yo te amande ak 30 ug / ml OMVs (1:50 oswa 1:100, ki koresponn ak 1.44 × 109 oswa 7.2 × 108 patikil pou chak ml, respektivman), oswa PBS kòm kontwòl, ak enkubasyon pou 20 èdtan nan 28˚C. Yo te mezire kwasans bakteri lè l sèvi avèk yon espektrofotomèt (Amersham Biosciences) nan dansite optik (OD) nan 600 nm sou 22 èdtan.
3 REZILTA
3.1 Analiz RNA-seq revele yon seri gwo jèn Arabidopsis ki eksprime diferan an repons a defi OMV.
Pou etidye chanjman nan transcription nan Arabidopsis apre defi OMV, nou trete plant Arabidopsis ak OMVs pirifye nan patojèn bakteri Xanthomonas campestris pv. campestris 33913 (Xcc) ak kolekte RNA plant nan 2, 6 ak 24 èdtan apre defi (hpc). Lè sa a, RNA ki soti nan echantiyon trete OMV ak mock-trete yo te sekans epi analize jan sa dekri nan Materyèl ak Metòd. Korelasyon prensipal (Figi 1A) ak echantiyon matris korelasyon analiz (Figi 1B) montre ke repwodwi byolojik yo nan chak gwoup tretman byen ansanm, yon endikasyon de resanblans repons transkripsyon an jeneral ant replike byolojik yo. OMV te trete echantiyon yo nan gwoup 2 ak 6 hpc ansanm, sa ki endike ke tretman OMV te gen yon pi gwo efè sou repons transkripsyon an pase tan pran echantiyon (Figi 1B). Nan lòt men an, echantiyon trete OMV gwoup ansanm ak tretman mock respektif yo nan 24 hpc, ki endike ke chanjman an transkripsyon pwovoke pa OMVs nan moman sa a te diminye e li te menm jan ak sa yo ki nan plant mock-trete.
cistanche tubulosa-amelyore sistèm iminitè
Nan chak pwen tan teste, plant OMV-trete yo te konpare ak plant mock-trete ak diferan eksprime jèn (DEGs) yo te ekstrè. Nan tout pwen tan konbine, yo te jwenn yon total de 984 ak 175 jèn yo te siyifikativman (Log fold change > 1 or ← 1, p value and FDR <0.05) up- or down-regulated, respektivman, an repons a defi OMV (Figi 2A; Supp. Tablo S1). Ekspresyon jèn Log fold-change (LogFC) te varye ant yon maksimòm 9.08 (AT1G26410, 6 hpc), ki koresponn ak plis pase 500-pliye chanjman, rive -5.73 (AT3G17520, 24 hpc). Pi gwo kantite DEG yo te jwenn nan 2 ak 6 hpc, kote yon total de 647 ak 876 DEG, respektivman, yo te idantifye (monte ak desann-reglemante konbine). Nan 24 hpc, yo te jwenn 121 DEG. Plis pase 50% nan jèn yo kontwole nan 2 ak 6 èdtan apre defi OMV yo te pataje ant yo (Figi 2B). Pou egzaminen chanjman ekspresyon jèn tanporèl la, nou te ekstrè tout DEG ki te regle yo ki te jwenn nan tout pwen (37 jèn) epi nou te konpare chanjman pliye yo sou tan (Figi 2C). Ekspresyon pli-chanjman jèn sa yo te siyifikativman diferan nan mitan diferan pwen tan yo (ANOVA yon sèl-fason; F2, 108=8.1633, p=0.0005). Yon konparezon post hoc lè l sèvi avèk tès Tukey Kramer HSD la te endike ke LogFC nan tou de 2 (M=3.45, SD=1.72) ak 6 hpc (M=3.87, SD).=1.98) te siyifikativman pi wo pase nan 24 hpc (M=2.32, SD=1.31) (p=0.0145 ak p=0 .0005, respektivman) (Figi 2D). Pandan ke ekspresyon an mwayèn LogFC nan 6 hpc te pi wo pase nan 2 hpc, li pa t 'estatistik diferan (p=0.5413). Pakonsekan, lè nou konsidere kantite DEG ak jèn an jeneral LogFC nan twa pwen tan yo teste, nou ka konkli ke chanjman transcriptional ki pi enpòtan an te fèt nan 2 ak 6 èdtan apre defi OMV. Pou egzamine validite rezilta RNA-seq yo, yo te detèmine ekspresyon 17 jèn regilasyon yo lè l sèvi avèk PCR quantitative (qPCR) ak primè espesifik. Katòz nan jèn yo teste montre menm modèl ak nan analiz RNA-seq la epi yo te siyifikativman moute-reglemante konpare ak mock. Twa nan jèn yo teste te gen yon ekspresyon relatif ki pi wo men yo pa t siyifikativman diferan de mock pa metòd sa a (Supp. Figi S1).
FIG 2 Arabidopsis te eksprime diferan jèn an repons a defi OMV. (A) Yon kantite total jèn ki eksprime diferansye (DEG) (regleman anwo oswa desann, LogFC > 1 oswa ← 1, valè p ak FDR < 0.05) nan 2, 6, ak 24 èdtan apre defi. (B) Sipèpoze ant DEG nan diferan pwen tan (gòch, moute-reglemante; dwa, desann-reglemante). (C) Yo te trase jèn yo te jwenn nan tout pwen twa tan sou yon graf ekspresyon LogFC, ki montre ekspresyon jèn sou tan. (D) Mwayèn LogFC tout DEG nan diferan moman. Diferan lèt endike diferans estatistik nan p <0.05 pa tès Tukey-Kramer HSD.
3.2 Arabidopsis reponn a OMV yo ak yon chanjman transcriptional nan direksyon pou aktivasyon sistèm iminitè a.
Pou idantifye wout Arabidopsis ki afekte siyifikativman pa defi OMV, nou itilize zouti entènèt AgriGO (Du et al., 2010; Tian et al., 2017). Nou te idantifye 333 ak 55 siyifikativman (FDR < 0.05) tèm ontoloji jenetik (GO) ki monte ak desann reglemante, respektivman, nan tout pwen tan konbine an repons a defi OMV la. Prèske 25% nan GO yo regilasyon yo te gen rapò ak repons plant nan estimilis (Figi 3A). Nan kategori 'repons a estimilis', tèm ki pi dominan GO yo te asosye ak repons estrès, nan estimilis byotik, pwodui chimik, ak estimilis andojèn (Figi 3B; Supp. Tablo S2). Zouti AgriGO a te idantifye tou 103 fonksyon molekilè siyifikativman kontwole ki gen ladan 'aktivite transferaz', aktivite kinaz', 'aktivite faktè transcription', 'ion ak metal ion obligatwa', 'lyezon idrat kabòn', 'pwoteyin obligatwa', 'aktivite katalitik'. , 'Adenyl nucleotide obligatwa', 'aktivite reseptè transmembrane' ak plis fonksyon obligatwa (Sup. Tablo S2). Kote selilè tèm enpòtan yo te nan diferan konpatiman nan selil la ki gen ladan nwayo a, vakuol, ak sistèm endomembran, men li te pi miyò ki asosye ak periferik selil la e li te gen ladan 'manbràn plasma', 'rejyon ekstraselilè', 'mi selil' ak 'apoplast' ontoloji (Sup. Tablo S2). GO yo siyifikativman desann-reglemante, nan lòt men an, enkli tèm 'toksin katabolik ak metabolik pwosesis', 'repons nan dlo ak privasyon dlo', 'transpò lipid ak lokalizasyon', ak lòt moun (Sup. Tablo S2). GO ki gen rapò ak repons a estimilis byotik pa te rich nan jèn yo desann-reglemante. Fonksyon molekilè siyifikativman anba-reglemante yo enkli anpil tèm redox tankou 'aktivite oksidoreductase', 'heme obligatwa', 'fè ion obligatwa', 'lipid obligatwa', 'oksijèn obligatwa', ak plis fonksyon ki gen rapò ak oksijèn (Sup. Tablo S2) . Tèm Down-Reglementé yo te lokalize tou nan rejyon ekstraselilè a. Pou detèmine nan ki tèm GO DEG ak ekspresyon ki pi wo a fè pati, nou filtre lis DEG orijinal la lè nou chwazi jèn ki te gen yon LogFC ki pi wo pase 4, oswa ki pi piti pase -4 (ki koresponn ak yon 16-diferans pliye) . Nou te idantifye 117 jèn ki te rankontre kritè sa yo, nan yo 115 yo te reglemante ak 2 anba reglemante nan tout pwen tan konbine. Akoz ti kantite jèn reglemante desann ak yon LogFC ki mwens pase -4, pa gen okenn GO ki te reprime anpil. Nan lòt men an, yo te idantifye 72 GO siyifikativman regilasyon, ki pi enpòtan yo ki gen rapò ak 'repons nan estimilis ekstèn byotik', 'repons a lòt òganis', 'repons selilè a nivo oksijèn', 'repons defans'. , 'repons a estrès' ak plis GO ki gen rapò ak iminitè (Figi 3C).
Figi 3 Arabidopsis jene ontology (GO) tèm anrichi an repons a Xcc OMV defi. Reprezantasyon Tablo Tablo nan distribisyon kategori a nan Pwosesis Byolojik (A) ak Repons pou estimilis (B) tèm GO. (C) Lis jèn Arabidopsis ak yon LogFC > 4 an repons a defi OMV. Jèn yo te filtre nan seri done konplè DEG yo epi yo te itilize yo pou idantifye tèm GO anrichi lè l sèvi avèk AgriGo webtool la. Koupe FDR < 0.05
3.2 OMV defi te mennen nan moute-règleman nan reseptè iminitè yo
Deteksyon MAMP ak repons plant nan MAMP yo se lajman medyatè pa PRRs manbràn ki mare ki medyatè pèsepsyon patojèn ak alèjman efikas nan enfeksyon. PRR yo souvan klase nan de gwoup reseptè kinaz (RKs) ak pwoteyin ki tankou reseptè (RLPs) (Boutrot & Zipfel, 2017). Pou idantifye PRR ki te eksprime diferansye an repons a OMV, nou te konpare ansanm DEG nou an ak lis RK Arabidopsis ki te etabli deja (Kemmerling et al., 2011; Mott et al., 2016) ak RLPs (Wang et al., 2008). Nou te idantifye nan seri done nou an 33 ak 10 RKs ak RLPs ki kontwole, respektivman, nan tout pwen tan konbine (Tablo 1). Pa gen okenn RK oswa RLP yo te jwenn nan lis nou an nan 175 jèn ki reglemante desann. Kemmerling et al. (2011) te defini yon lis 49 RK, ki gen ekspresyon ki te siyifikativman pwovoke pa MAMP tankou flg22 ak NLP (necrosis and ethylene-inducing peptide 1-tankou pwoteyin), oswa tretman patojèn. Nou te konpare lis sa a ak RLKs yo ki te kontwole nan eksperyans nou an epi nou te jwenn ke 45% nan RK yo defini pa Kemmerling et al. (2011) yo te pwovoke tou an repons a OMVs. Pami sa yo, remakab yo se FRK1, SOBIR1, SERK4, RLK/IKU2, PSKR1, HAESA, EFR, BIR ak IOS1 (Tablo 1). Pami gwoup RK a, FRK1 te gen ekspresyon ki pi wo nan tou de 2 ak 6 hpc ak yon LogFC nan 7.11 ak 5.2, respektivman, pandan y ap mwayèn LogFC nan tout RKs te 2.11 ak 2.13 nan 2 ak 6 hpc, respektivman. Pandan ke RKs ak RLPs ki mare nan manbràn sitou medyatè deteksyon ekstraselilè nan mikwòb anvayi yo, reseptè yo (NLRs) ki gen leucine-rich repeat (LRR), se reseptè iminitè intraselilè. Nou te jwenn 7 diferan jèn NLR kontwole an repons a OMV-defi nan 2 ak 6 hpc, pa gen okenn yo te jwenn nan 24 hpc (lis NLR te ekstrè soti nan TAIR, 102 jèn) (Tablo 1).
benefis cistanche pou gason-ranfòse sistèm iminitè
3.3 OMV yo pwovoke ekspresyon plizyè faktè transkripsyon WRKY
Faktè transkripsyon WRKY (TFs) yo te jwenn yo jwe wòl nan repons iminitè plant yo, k ap patisipe nan tou de repons iminite deklanche MAMP (MTI) ak repons iminite efektè (ETI) (Birkenbihl et al., 2018; Rushton et al., 2010). ). Defi OMV te mennen nan regilasyon an nan 20 diferan WRKY TFs (lis ekstrè soti nan TAIR, 70 jèn) sèlman nan 2 ak 6 HPC (Tablo 1). WRKY TF yo te absan nan seri jèn ki reglemante desann nou an. Yon lòt fanmi TF ki afekte nan defi OMV yo se pwoteyin ki gen domèn MYB (Tsuda & Somssich, 2015), yo konnen yo patisipe nan plizyè pwosesis ki gen ladan estrès biotik ak abiotik (Ambawat et al., 2013). An jeneral, 9 diferan TF MYB (lis ekstrè soti nan TAIR, 211 jèn) yo te eksprime diferansye an repons a defi OMV, 5 moute-reglemante ak 4 desann-reglemante (Tablo 1). Lòt klas TF ki eksprime diferan ki te detekte yo endike nan Tablo 1.
3.4 Konparezon repons transkripsyon Arabidopsis pou OMV ak repons pou MAMPs pirifye
Pou aprann sou diferans ki genyen nan repons Arabidopsis nan elicitor pirifye kont yon estrikti brit ak molekilè konplèks - OMVs, nou konpare done RNA-seq nou yo ak done transcriptomic ki egziste deja nan repons Arabidopsis nan MAMP li te ye tankou flg22, (Denoux et al., 2008) elf26. (Zipfel et al., 2006), PGN (Willmann et al., 2011), OGs (Davidsson et al., 2017) ak LPS (Livaja et al., 2008). Yo te ekstrè GO anrichi nan seri done ki endike anwo yo jan sa dekri pi wo a (Tablo Supp. S3) epi yo te konpare ak GO anrichi apre defi OMV la. Anjeneral, tèm Arabidopsis GO pwovoke pa OMV yo te menm jan ak sa ki pwovoke pa MAMP sèl, pwoteyin ak ki pa pwoteyin, pataje 56, 51 ak 47% nan GO OMV-induit ak GO pwovoke pa flg22, elf26 ak PGN, respektivman. Nan lòt men an, yo te wè yon sipèpoze pi ba nan GO pwovoke ak LPS ak OG, pataje 24 ak 33%, respektivman, ak GO pwovoke OMV (Figi 4A). Miyò, jèn ki gen rapò ak patojèn 1 (PR1) (At2g14610), yon karakteristik nan repons iminitè LPS-induit (Silipo et al., 2005, 2008), te absan nan lis jèn OMV-induit la nan tout pwen tan yo teste. Yo te jwenn karant-yon GO yo te pwovoke pa OMV epi pa nenpòt nan lòt MAMP yo teste isit la (Figi 4B). Lis sa a enkli GO ki gen rapò ak 'apoptoz', 'repons a dwòg', 'transpò dwòg ak 'transpò milti-dwòg', ak 'aktivite lipas' (Sup. Tablo S3, ki endike ak asterisk ak karaktè fonse).
3.5 OMV yo pwovoke Arabidopsis rezistans nan enfeksyon bakteri
Isit la ak anvan (Bahar et al., 2016), nou te bay prèv ki montre ke sistèm iminitè Arabidopsis la pwovoke pa defi OMV. Pou egzamine si endiksyon iminitè OMV-medyatè sa a tradui nan yon repons iminitè efikas, nou te itilize yon tès kwasans bakteri plant (Zipfel et al., 2004) nan ki plant Arabidopsis yo pretrete ak OMV ki te swiv pa inokulasyon bakteri. Yon diminisyon enpòtan ki plis pase 10-pliye nan Pseudomonas syringae pv. tomat DC3000 (Pst) CFU/g fèy yo te obsève nan tou de OMV- ak flg22-plant pretrete konpare ak mock pretreatment, de jou apre inokulasyon (Figi 5A). In vitro kwasans nan Pst pa te afekte negatif pa adisyon nan OMVs nan mwayen an, sijere ke kwasans lan redwi Pst nan planta gen rapò ak efè a priming nan OMV, epi li se pa yon efè dirèk nan OMVs sou bakteri yo (Supp. Figi). S2). Pou w teste si FLS2, EFR, oswa BAK1 te pwovoke rezistans OMV a pou Pst nou te repete eksperyans sa a ak Col-0, bak- mutant, ak liy doub mutan an tonbe efr. Avèk tou de liy mutan, pretreatman OMV te lakòz yon rediksyon enpòtan nan Pst CFU / g fèy konpare ak plant mock-trete (Figi 5B-C). Kòm espere, liy fls efr ak bak- mutant trete ak flg22 te gen tit Pst menm jan ak plant ki pa trete yo paske yo konnen yo pa reponn ak flg22. Pou konpare rediksyon relatif nan tit patojèn nan Col-0 kont liy mutan reseptè iminitè yo tonbe tout tan tout tan ak bak nan plant prime, nou kalkile diferans lan nan tit Pst nan plant OMV ak mock-trete nan twa eksperyans endepandan (Supp. Figi S3). Mwayèn rediksyon nan tit Pst nan plant dèyè OMV ki te deja trete te pi piti pase sa yo te obsève nan plant Col-0 (0.89 vs.1.14 Log CFU/gr rediksyon fèy pou bak ak Col-0, respektivman, yon sèl- fason ANOVA; F2, 4=4.3781, p=0.0523). Nou pa t wè yon rediksyon menm jan ak liy mutan fls efr la (1.26 kont 1.32 Log CFU rediksyon pou fls efr ak Col-0, respektivman, yon sèl-fason ANOVA: F1,4=0.0352, p=0.5698) (Figi 5D-E).
TABLE 1 RKs/RLP ki pwovoke OMV ak faktè transkripsyon ki gen rapò ak iminitè nan plant Arabidopsis
TABLE 1 (Kontinye)
TABLE 1 (Kontinye)
4 DISKISYON
Vezik manbràn eksteryè bakteri (OMV) yo se nanostrikti konplèks ki soti nan manbràn eksteryè bakteri epi yo konpoze de dè santèn de pwoteyin ak lòt konpozan miray selil yo. Li te deja montre ke plant Arabidopsis reponn a defi OMV pa aktive repons iminitè tipik tankou pete ROS, ekspresyon jèn makè iminitè, ak alkalizasyon mwayen (Bahar et al., 2016). Nan etid sa a, nou te egzamine repons transkripsyon pi laj Arabidopsis nan OMV bakteri ak efè li sou enfeksyon ki vin apre. Konklizyon jeneral ki soti nan analiz done RNA-seq ki fèt nan etid sa a se ke sistèm iminitè Arabidopsis la prime apre ekspoze a Xanthomonas campestris pv.campestris (Xcc) OMVs. Konklizyon sa a sipòte pa analiz diferan ak konplemantè. Premyèman, anrichisman ontoloji jèn (GO) nan plant ki ekspoze a OMV Xcc montre klèman ke Arabidopsis konsidere OMV kòm estrès. Kote selilè repons plant la te asosye prensipalman ak periferik selilè ki sijere ekstèn pèsepsyon selilè nan materyèl la difisil, OMVs. Sa a bay plis sipò nan nosyon ke OMV yo ak elektè yo santi pa reseptè ekstraselilè, menm jan ak anpil MAMP li te ye. Dezyèmman, nou remake yon seri gwo RK ak RLP yo regilasyon an repons a defi OMV la. Yo konnen anpil nan reseptè sa yo kòm medyatè pèsepsyon patojèn oswa yo te deja montre yo asosye ak repons iminitè plant yo. FLG22-kinaz kinaz ki sanble ak reseptè 1 (FRK1) se te reseptè ki pi pwovoke. Sa a se enteresan paske nou pa t 'kapab detekte flagellin nan analiz pwoteomik Xcc OMV nou an (done yo pa montre). Li konnen ke FRK1 se tou pwovoke pa lòt elicitors iminitè, men li se curieux poukisa ekspresyon li yo tèlman pi wo pase rès la nan RK yo moute-reglemante isit la. Elongation faktè reseptè (EFR) ekspresyon, nan lòt men an, te sèlman siyifikativman moute-reglemante nan pwen an tan 2 h, e li te gen yon LogFC nan 1.12, menm si EF-Tu yo te jwenn nan Xcc OMVs (Bahar et al., 2016). ). Nou te jwenn tou kèk jèn NLR kontwole an repons a defi OMV, mwatye nan yo ki anote kòm pwoteyin rezistans maladi, men fonksyon yo nan iminite plant yo pa te dekri. Pandan ke nou pa ipotèz NLR yo patisipe dirèkteman nan pèsepsyon OMV, yo ta ka pwovoke en nan RK / RLPs deteksyon nan molekil OMV jan yo te obsève tou an repons a MAMPs pirifye tankou flg22, elf18, ak LPS (Denoux et al., 2008). ; Livaja et al., 2008; Zipfel et al., 2006). Twazyèmman, anpil faktè transkripsyon ki gen rapò ak iminitè, WRKY, MYB, ak lòt moun, te siyifikativman upregulated pa OMVs (Bjornson et al., 2021). Nan etid nou an, chanjman prensipal transkripsyon an repons a OMV te fèt nan de premye pwen tan yo (2 ak 6 hpc). Sa a te ilistre pa tou de yon kantite siyifikativman pi gwo nan diferan eksprime jèn (DEGs) ak yon siyifikativman pi wo Log foldchange (LogFC) nan 2 ak 6 hpc. Men, nan yon total de 121 DEG yo te jwenn nan 24 hpc, prèske mwatye (52) pa te jwenn nan 2 oswa 6 hpc. Sa a sijere ke mwatye nan DEG yo nan 24 hpc se jèn ki reglemante an reta, ki gen ekspresyon ki te monte oswa desann-reglemante pita pase 6 hpc. Vreman vre, yo te deja idantifye jèn Arabidopsis ak dinamik ekspresyon diferan apre defi elicitor (Bjornson et al., 2021).
Figi 4 Konparezon tèm ontoloji Gene anrichi (GO) an repons a OMV ak yon sèl MAMP pirifye. Ansanm done ekspresyon Arabidopsis an repons a defi MAMP (elf26, flg22, OGs, PGN, ak LPS; gade seksyon Materyèl ak Metòd pou referans) yo te itilize pou ekstrè GO anrichi lè l sèvi avèk zouti entènèt AgriGo. Yo te konpare seri GO anrichi chak MAMP ak lis GO anrichi an repons a OMV yo itilize Venny (A, ak Supp. Tablo S3). Tèm GO ki anrichi sèlman nan seri done OMV yo montre nan (B) klase dapre valè FDR yo.
Nan etid nou an, chanjman prensipal transkripsyon an repons a OMV te fèt nan de premye pwen tan yo (2 ak 6 hpc). Sa a te ilistre pa tou de yon kantite siyifikativman pi gwo nan diferan eksprime jèn (DEGs) ak yon siyifikativman pi wo Log fold change (LogFC) nan 2 ak 6 hpc. Men, nan yon total de 121 DEG yo te jwenn nan 24 hpc, prèske mwatye (52) pa te jwenn nan 2 oswa 6 hpc. Sa a sijere ke mwatye nan DEG yo nan 24 hpc se jèn ki reglemante an reta, ki gen ekspresyon ki te monte oswa desann-reglemante pita pase 6 hpc. Vreman vre, jèn Arabidopsis ak dinamik ekspresyon diferan apre cchallenges elicitor te deja idantifye (Bjornson et al., 2021). Modèl ekspresyon jèn rapid ak sitou tranzitwa nou te wè isit la an akò ak lòt etid ki te teste repons tanporèl Arabidopsis nan MAMP yo. Pou egzanp, Denoux et al. (2008) ak Bjornson et al. (2021) te montre ke chanjman nan transcription nan Arabidopsis an repons a divès MAMP rive nan kèk minit ak èdtan, ak nan pifò ka yo, DEG yo tounen nan nivo debaz ∼nan 24 èdtan apre defi plant yo. Kontrèman ak entèraksyon ant yon plant ak yon patojèn, kote entèraksyon an dinamik ak kontinyèl lè yo defye ak yon echantiyon ki pa vivan, tankou yon MAMP pirifye oswa ak OMVs- li ka espere ke repons plant la, omwen sou yon nivo transcription, ta pral pasajè epi yo pa soutni pandan plizyè jou. Rechèch entansif nan twa deseni ki sot pase yo te revele plizyè reseptè iminitè plant ki responsab pou rekonesans mikwòb. Anpil nan reseptè sa yo gen kapasite pou detekte yon sèl karakteristik mikwòb epi yo ap etidye an detay pou pi byen konprann pèsepsyon patojèn, siyal sistèm iminitè, ak repons modèl ak plant rekòt. Sepandan, plant yo an menm tan ekspoze a plizyè karakteristik mikwòb ki soti nan diferan sous, ki ajoute konpleksite nan pèsepsyon iminitè ak repons. Nou te enterese nan egzamine diferans ki genyen nan repons transkripsyon Arabidopsis nan sengilye MAMPs pirifye kont OMVs, ki reprezante yon estrikti mikwòb pi natirèl ak konplèks men yon degre nan konpleksite retire nan yon mikwòb tèt li. OMV yo pote faktè virulans, anzim degradatif, toksin, ak lòt biomolekil ki ta ka gen yon wòl fonksyonèl pou kwasans bakteri nan planta, epi kidonk li te enteresan pou teste si defi OMV pwovoke GO inik ki pa pwovoke pa MAMP sentetik.
FIGIR 5 Pretrete fèy Arabidopsis ak OMV yo pwovoke rezistans nan enfeksyon bakteri ki vin apre. Kol-0 plant (A) yo te pretrete ak OMVs, dlo (mock), oswa flg22 kòm kontwòl, epi 24 èdtan pita yo te vaksinen ak yon sispansyon 1{05 CFU/ml nan Pst DC3000 lè l sèvi avèk enfiltrasyon sereng san zegwi. . Pst DC3000 selil tit nan fèy yo te detèmine 48 èdtan apre inokulasyon pa seri plating dilution. Arabidopsis Col-0 ak fls efr (B), oswa plant bak (C) yo te teste nan yon eksperyans ki sanble jan sa dekri nan (A). Mwayèn Log Pst DC3000 CFU/gr rediksyon apre pretretman OMV (konpare ak plant ki pa trete) nan Col-0 ak tonbe efr (D), ak Col-0 ak tounen (E), yo te konpare. Chak ba reprezante rediksyon an mwayèn Log Pst DC3000 CFU / gr soti nan twa eksperyans endepandan (done nan eksperyans endepandan yo prezante nan Supp. Fig. S3). Diferans pa t estatistik siyifikatif (tès t pou elèv de-ke. Yo endike valè p pi wo a ba graf yo). Eksperyans A, B, ak C yo te fèt omwen twa fwa ak rezilta menm jan an (3 plant/replike pou chak tretman nan chak eksperyans). Asterisk (**) endike yon diferans enpòtan konpare ak mock (tès Dunnet a p < 0.001)
Pou konparezon transcriptomic nou yo, nou rasanble done ki soti nan syans ak kondisyon eksperimantal menm jan an, sa vle di, nan plant ak nan moman menm jan an. Yon sipèpoze enpòtan nan anrichisman GO te wè nan repons Arabidopsis nan OMV ak nan flg22, elf26, ak PGN. Sa a se pa inatandi kòm li konnen ke anpil nan chemen defans yo aktive sou deteksyon patojèn yo sanble, kèlkeswa elicitor espesifik la oswa sous li yo (Bjornson et al., 2021; Zipfel et al., 2006). Sepandan, yo te jwenn kèk GO inik yo te kontwole pa OMV yo epi yo pa pa lòt MAMP nou te sondaj yo. Pami sa yo se GO ki gen rapò ak degradasyon mi selil tankou 'aktivite lipas' ak 'aktivite idrolaz ki aji sou lyezon glikozil', ki ka endike ke sistèm defans plant la vize degradasyon OMV. Enteresan, twa GO ki gen rapò ak transpò dwòg yo te jwenn tou inikman upregulated pa defi OMV la. Sa a ka endike ke plant yo fè fas ak konpoze toksik yo te delivre nan selil yo, petèt pa livrezon OMV-medyatè. Kontrèman ak repons Arabidopsis nan peptides iminitè ak PGN, nou obsève relativman ti sipèpoze ant repons Arabidopsis nan OMVs OGs, ak LPS. Ti sipèpoze sa a, espesyalman ak LPS, se yon ti jan etone, konsidere ke nan selil mamifè yo, LPS yo byen rekonèt kòm kontribitè ki pisan nan repons iminitè lame a pwovoke pa OMVs (Ellis et al., 2010). Anplis de sa, lefèt ke nou pa t 'kapab jwenn regilasyon nan mak iminitè LPS PR1 (Silipo et al., 2005), ta ka sijere ke LPS se pa yon gwo elisitè nan entèraksyon iminitè plant la ak OMV bakteri. Sa a, sepandan, rete yo dwe plis byen egzamine. Yo te montre OMV yo kontribye nan kolonizasyon bakteri tou de lame mamifè ak plant ak nan kèk ka nan virulans bakteri. Nan lòt men an, OMV yo aktive sistèm iminitè lame a kon sa, aji kòm yon nepe de bò, ankouraje siviv bakteri ak virulans sou yon bò, ak manje sistèm siveyans lame a ak aktive iminite lame sou lòt la (McMillan & Kuehn, 2021). ). Test priming nou yo te montre ke defi OMV te mennen nan yon anpèchman enpòtan nan Pseudomonas syringae pv. tomat DC3000 (Pst) kwasans nan planta, menm jan ak efè priming yo wè ak MAMP sentetik (Jung et al., 2009). Pakonsekan, nan egzanp sa a, pre-administrasyon OMVs nan tisi a vaksinen pa t 'pwomouvwa kolonizasyon bakteri, men pito prime plant yo pwovoke yon repons iminitè efikas ki anpeche kwasans patojèn. Rezilta sa a an liy ak done transkripsyon nou yo ak etid anvan nou an, sipòte nosyon ke OMV yo pwovoke yon repons iminitè solid ak efikas nan Arabidopsis. De etid resan yo te montre tou ke Arabidopsis pretreatman ak OMV soti nan yon espès patojèn oswa yon kòmansal Pseudomonas, siprime enfeksyon Pst ki vin apre (Janda et al., 2021; McMillan et al., 2021). Rezilta sa yo kimilatif endike ke nan kondisyon yo teste, enfiltrasyon OMV pa fasilite enfeksyon patojèn. Nan yon etid anvan, nou te montre ke plizyè mutan reseptè iminitè kenbe repons WT a Xcc OMVs. Mutan sa yo enkli PRR li te ye, ki rekonèt swa pwoteyin (FLS2, EFR, RLPReMAX) oswa MAMP ki pa pwoteyin (LYM1/LYM3) (Bahar et al., 2016). Enteresan, Janda et al. (2021) te rapòte ke lè liy mutan reseptè FLS2 Arabidopsis (grip) te defye ak OMV soti nan Pst, ekspresyon FRK1 pa te chanje e li te menm jan ak plant mock-trete, sijere ke FLS2 medyatè repons lan nan Pst OMVs. Li posib ke flagellin pi abondan nan preparasyon Pst OMV pase li nan Xcc 33913 OMVs, ak Se poutèt sa retire elèv la nan reseptè flagellin la te gen yon efè pi pwononse sou repons plant nan Pst pase nan Xcc OMVs.
benefis cistanche pou gason-ranfòse sistèm iminitè
Klike la a pou w wè pwodwi Cistanche Enhance Immunity
【Mande plis】 Imèl:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
Li te montre ke diferan tès iminitè plant yo ka bay rezilta diferan, ki mennen ale nan konklizyon swadizan kontredi. Pou egzanp, nou te montre ke nan yon tès pete ROS fèy-disk, repons Arabidopsis nan OMV yo te depann sou reseptè EFR a, sepandan, nan tès ekspresyon jèn makè iminitè ak plant Arabidopsis, tout tan tout tan liy mutant te reponn a OMV kòm WT la. McMillan et al. (2021) te montre ke diferan tretman fizik aplike nan OMV yo aboli sèten aktivite tankou anpèchman kwasans plantules. Sepandan, li pa t chanje lòt rezilta iminitè tankou priming plant yo. Pakonsekan, li enpòtan pou konbine yon varyete de tès pou teste diferan rezilta iminitè pou jwenn yon gade otank posib sou repons iminitè plant lan nan yon elisitè bay yo. Pou plis egzamine patisipasyon kèk nan PRR yo li te ye ak ko-reseptè, nou te teste Falls yo tout tan ak liy yo mutant bak lè l sèvi avèk tès la priming plant. Rezilta nou yo montre ke Arabidopsis doub liy mutan tonbe yo te prepare pa Xcc OMV menm jan ak plant WT yo, sipòte nosyon ke MAMPs lòt pase flagellin ak EF-Tu yo prezan tou nan Xcc 33913 OMVs. Ki baze sou tès ekspresyon jèn makè iminitè a, nou deja sijere ke ko-reseptè BAK1 patisipe nan pèsepsyon OMV ak / oswa repons (Bahar et al., 2016). Nan etid sa a, nou te revize sijesyon sa a lè l sèvi avèk tès priming la. Isit la, liy mutan bak la te prepare pa pretretman OMV, men nan yon ti kras pi piti limit pase WT Col-0 plant yo. Pandan ke Marge sa a pa t 'estatistik enpòtan li te pi gran pase sa yo wè ak liy lan doub fls tout tan mutant. Rezilta sa a se tou nan liy ak yon etid resan ki te montre ke liy mutan bak la te reponn a OMV kòm plant WT nan eksperyans priming iminitè (Tran et al., 2021). An jeneral, sa ka sijere ke pandan ke BAK1 patisipe nan pèsepsyon OMV, lòt pèsepsyon iminitè ak chemen siyal yo prime pa OMV, ki mennen nan yon repons iminitè efikas ak repwesyon nan kwasans patojèn. Patisipasyon ko-reseptè BAK1 ak SOBIR1 an repons a OMVs (Bahar et al., 2016) te mennen nou asime ke plizyè reseptè iminitè, gen anpil chans PRR, yo patisipe nan pèsepsyon OMV. Sepandan, yon etid resan sijere ke aktivasyon iminitè plant pa OMV yo ka MAMP-endepandan ak rezilta nan chanjman fizyo-chimik nan manbràn plasma plant la pwovoke pa entegrasyon OMV (Tran et al., 2021). Sa a se yon ipotèz curieux ki rete yo dwe plis adrese. Enteresan, McMillan et al. (2021) rapòte ke OMVs trete ak proteinase K kenbe kapasite priming iminitè yo, ki endike ke aktivite sa a ka endepandan de kago proteinaceous OMV la. Pandan ke rezilta sa a ka sipòte ipotèz activation iminitè MAMP-endepandan Tran et al. (2021), lòt MAMP ki pa pwoteyin ki prezan nan OMV tankou LPS ak PGN ka aktive MTI (Bahar et al., 2016; McMillan et al., 2021). Anplis de sa, OMVs K-trete proteinase kenbe kapasite yo pou pwovoke anpèchman kwasans plantules, ki endike ke anpèchman kwasans depann sou kago pwoteyin OMV yo (McMillan et al., 2021). Ansanm, rezilta sa yo plis mete aksan sou konpleksite repons plant nan OMV yo ak enpòtans ki genyen nan sèvi ak yon varyete de rezilta yo teste patisipasyon an nan yon elicitor patikilye nan chemen espesifik.
Pandan 2021, kat etid endepandan ki gen ladan youn sa a (ki gen anpil chans fèt an menm tan), rapòte ke OMV bakteri yo modile sistèm iminitè plant la epi pwovoke yon repons efikas kont enfeksyon patojèn (Janda et al., 2021; McMillan et al., 2021; Tran et al., 2021). Rezilta enteresan sa yo pozisyone OMV yo kòm yon nouvo jwè enpòtan nan entèraksyon plant-mikwòb, kote gen anpil bagay pou aprann. Nan etid sa a, nou bay yon gade pi laj sou repons transkripsyon Arabidopsis nan Xcc OMV. Yo pral bezwen apwòch rechèch konplemantè pou plis konprann eleman ak mekanis ki enplike nan pèsepsyon plant OMV yo.
REFERANS
Ambawat, S., Sharma, P., Yadav, NR, & Yadav, RC (2013). Jèn faktè transcription MYB kòm regilatè pou repons plant: Yon BECA. Fizyoloji ak Biyoloji Molekilè nan Plant, 307-321.
Bahar, O. (2020). Vezik manbràn ki soti nan bakteri patojèn plant ak wòl yo pandan entèraksyon plant-patojèn. Nan: M. Kaparakis-Liaskos, & TA Kufer eds. Vezik manbràn bakteri - Byogenesis, fonksyon, ak aplikasyon yo. Springer International Publishing, Swis, 119–129.
Bahar, O., Mordukhovich, G., Luu, DD, Schwessinger, B., Daudi, A., Jehle, AK, Felix, G., & Ronald, PC (2016). Vezik manbràn eksteryè bakteri pwovoke repons iminitè plant yo. Entèraksyon Molekilè Plant-Mikwòb, 374-384.
Birkenbihl, RP, Kracher, B., Ross, A., Kramer, K., Finkemeier, I., & Somssich, IE (2018). Prensip ak karakteristik rezo regilasyon Arabidopsis WRKY pandan bonè MAMP-deklanche iminite. Plant Journal, , 487–502.
Bjornson, M., Pimprikar, P., Nürnberger, T., & Zipfel, C. (2021). Peyizaj la transkripsyon nan Arabidopsis thaliana modèl-deklanche iminite. Plant Nature, , 579–586.
Bolger, AM, Lohse, M., & Usadel, B. (2014). Trimmomatic: Yon régler fleksib pou done sekans Illumina. Bioenfòmatik, 2114–2120.
Boutrot, F., & Zipfel, C. (2017). Fonksyon, dekouvèt, ak eksplwatasyon reseptè rekonesans modèl plant pou rezistans maladi gwo spectre. Revizyon Anyèl nan Phytopathology, 257-286.
Chinchilla, D., Zipfel, C., Robatzek, S., Kemmerling, B., Nürnberger, T., Jones, JDG, Felix, G., & Boller, T. (2007). Yon konplèks flagellin pwovoke nan reseptè FLS2 ak BAK1 inisye defans plant yo. Lanati, 497–500.
Chowdhury, C., & Jagannadham, M. v. (2013). Faktè virulans yo lage an asosyasyon ak vesik manbràn ekstèn nan Pseudomonas syringae pv. tomat T1 pandan kwasans nòmal. Biochimica Et Biophysica Acta-Proteins and Proteomics,(1), 231–239.
Cook, DE, Mesarich, CH, & Thomma, BPHJ (2015). Konprann iminite plant kòm yon sistèm siveyans pou detekte envazyon. Revizyon Anyèl nan Fitopatoloji, 541–563.
Couto, D., & Zipfel, C. (2016). Règleman nan siyal reseptè rekonesans modèl nan plant yo. Nature Reviews Immunology, (9), 537–552.
Davidsson, P., Broberg, M., Kariola, T., Sipari, N., Pirhonen, M., & Palva, ET (2017). Kout oligogalacturonides pwovoke patojèn rezistans ki asosye ekspresyon jèn nan Arabidopsis thaliana. BMC Plant Biyoloji, 1-17.
Deatheragea, BL, & Cookson, BT (2012). Lage vesik manbràn nan bakteri, ekaryot, ak archaea: Yon aspè konsève men ki pa apresye nan lavi mikwòb. Enfeksyon ak iminite, 1948–1957.
Denoux, C., Galletti, R., Mammarella, N., Gopalan, S., Werck, D., De Lorenzo, G., Ferrari, S., Ausubel, FM, & Dewdney, J. (2008). Aktivasyon nan chemen repons defans pa OGs ak Flg22 elicitors nan plant Arabidopsis. Plant molekilè, 423-445.
Dow, M., Newman, M.-A., & von Roepenack, E. (2000). Endiksyon ak modulasyon repons defans plant pa lipopolisakarid bakteri. Revizyon Anyèl nan Fitopatoloji, 241-261.
Du, Z., Zhou, X., Ling, Y., Zhang, Z., & Su, Z. (2010). agriGO: Yon zouti analiz GO pou kominote agrikòl la. Rechèch Asid Nukleik, W64–W70.
Ellis, TN, & Kuehn, MJ (2010). Virulans ak wòl iminomodulatwa nan vesik manbràn ekstèn bakteri. Revizyon Mikwobyoloji ak Biyoloji Molekilè,81–94.
Ellis, TN, Leiman, SA, & Kuehn, MJ (2010). Vezik manbràn ekstèn ki pwodui natirèlman nan Pseudomonas aeruginosa lakòz yon repons iminitè natirèl ki pisan atravè deteksyon konbine tou de lipopolysakarid ak eleman pwoteyin. Enfeksyon ak iminite, 3822–3831.
Erbs, G., Silipo, A., Aslam, S., de Castro, C., Liparoti, V., Flagiello, A., Pucci, P., Lanzetta, R., Parrilli, M., Molinaro, A. , Newman, M.-A., & Cooper, RM (2008). Peptidoglycan ak muropeptides ki soti nan patojèn Agrobacterium ak Xanthomonas pwovoke plant iminite natirèl: Estrikti ak aktivite. Chimi ak byoloji, 438–448.
Felix, G., Duran, JD, Volko, S., & Boller, T. (1999). Plant yo gen yon sistèm pèsepsyon sansib pou domèn ki pi konsève nan flagellin bakteri. Plant Journal, 265–276.
Fesel, PH, & Zuccaro, A. (2016). -glucan: Eleman esansyèl nan miray selil chanpiyon an ak MAMP flotant nan plant yo. Jenetik chanpiyon ak byoloji, 53-60
Fulsundar, S., Harms, K., Flaten, GE, Johnsen, PJ, Chopade, BA, & Nielsen, KM (2014). Potansyèl transfè jèn nan vesik manbràn ekstèn nan Acinetobacter baylyi ak efè estrès sou vesikulasyon. Mikwobyoloji aplike ak anviwònman an, 3469–3483.
Gómez-Gómez, L., & Boller, T. (2000). FLS2: Yon kinaz ki sanble ak reseptè LRR ki enplike nan pèsepsyon flagellin elizitè bakteri nan Arabidopsis. Molekilè selil, 1003–1011.
Gust, AA, Biswas, R., Lenz, HD, Rauhut, T., Ranf, S., Kemmerling, B., Gotz, F., Glawischnig, E., Lee, J., Felix, G., & Nürnberger , T. (2007). Peptidoglycans ki sòti nan bakteri yo konstitye modèl molekilè ki asosye ak patojèn ki deklanche iminite natirèl nan Arabidopsis. Journal of Byolojik Chimi, 32338– 32348.
Ionescu, M., Zaini, PA, Baccari, C., Tran, S., da Silva, AM, & Lindow, SE (2014). Vezik manbràn ekstèn Xylella fastidiosa modile kolonizasyon plant lè yo bloke atachman ak sifas yo. Pwosedi Akademi Nasyonal Syans nan Etazini nan Amerik, E3910–E3918.
Janda, M., Ludwig, C., Rybak, K., Meng, C., Stigliano, E., Botzenhardt, L., Szulc, B., Sklenar, J., Menke, FLH, Malone, JG, Brachmann, A., Klingl, A., & Robatzek, S. (2021). Analiz biofizik ak pwoteomik sijere fonksyon Pseudomonas syringae pv tomat DC3000 vesik ekstraselilè nan kwasans bakteri pandan enfeksyon plant. bioRxiv, 2021.02.08.430144.