CPK5调控钙调素结合蛋白CaMBP参与植物免疫的分子机理

Calcium-dependent protein kinases (CPKs) function as calcium sensors and play important roles in plant immunity. EXO70B1 is a subunit of the exocyst complex and loss-of-function of EXO70B1 leads to autoimmunity. CPK5 and TIR-NBS2 (TN2) are necessary for exo70B1-mediated immune responses. CPK5 can interact with TN2-NBS domain. Through comparing the phosphorylation proteins between Col-0 and cpk5, we found that calmodulin-binding protein (CaMBP) phosphorylation have been changed, and gain-of-function mutant cambp-D can suppress CPK5-OE-mediated cell death and CaMBP can interact with CPK5, suggesting that CaMBP is an important component in the downstream immune signaling. We will use the combination of molecular and biochemistry approaches to study the role of CaMBP in defense responses. This project aims to explore the relationship between CaMBP and CPK5 and CPK5/TN2/EXO70B1 signaling pathway and their function in immunity to further understand the plant immune system.

钙依赖蛋白激酶CPKs可以感知钙信号变化，发挥重要的信号转导作用。EXO70B1编码一个胞吐复合体成员，其功能缺失突变体exo70B1表现出自发免疫激活。CPK5是参与exo70B1自发免疫途径的一个必须成员，并与另一个成员TN2（TIR-NBS2）的NBS结构域相互作用。通过比较Col-0和cpk5中蛋白的磷酸化差异，发现一个钙调素结合蛋白CaMBP的磷酸化发生了改变，CaMBP与CPK5互作，并且其功能获得性突变体cambp-D可以抑制CPK5过量表达介导的细胞死亡，预示CaMBP可能作为一个重要成员参与下游免疫途径。本项目将利用遗传学、分子生物学方法解析CaMBP在植物抗病反应中的功能及作用机理，旨在阐明CaMBP与CPK5与CPK5/TN2/EXO70B1途径之间的关系，进一步揭示它们在植物免疫中的功能，以对植物免疫系统有更加深入的认识。

钙依赖蛋白激酶CPKs（CALCIUM-DEPENDENT PROTEIN KINASES）可以感知钙信号变化，在植物免疫中发挥重要作用。前期研究工作证明拟南芥CPK5与TN2（TIR-NBS2）互作共同完成了exo70B1激活的抗性。为了进一步探究CPK5在植物免疫中的功能，我们对野生型Col-0与突变体cpk5进行了全基因组蛋白质磷酸化差异质谱检测，发现钙调素结合蛋白CaMBP和一个MPK的磷酸化发生了改变，本项目相关研究结果证明CPK5可以磷酸化CaMBP导致其蛋白积累减少，CPK5/exo70B1激活免疫途径依赖或者部分依赖CaMBP；CPK5与MPK存在相互作用，mpk突变可以抑制CPK5激活的细胞死亡。这些结果进一步揭示了CPK5介导免疫途径的分子机理，为植物抗病网络提供新的信息。.TNs蛋白是一类非典型NLR蛋白，参与了TNL类NLR蛋白介导的免疫途径，但是否参与CNL介导的免疫途径及其作用机制并不清楚。拟南芥RPS5（PSEUDOMONAS SYRINGAE 5）是一个典型的CNL类NLR蛋白，可以识别丁香假单胞杆菌III型效应因子AvrPphB激活下游抗性。在本项目中，我们通过对TNs蛋白与RPS5的互作筛选，发现TN13和TN21与RPS5都存在相互作用，表型分析显示只有tn13突变体表现出对Pto DC3000 avrPphB 增强的感病性，但对Pto DC3000以及Pto DC3000 hrcC-或者Pto DC3000 avrRpt2表现和野生型类似，并且TN13主要与RPS5的CC和NBS结构域互作。这些研究结果说明TN13特异地参与了RPS5介导的免疫途径，表明TNs蛋白也参与了CNL介导的免疫通路，揭示了一种新的TNs蛋白调控植物免疫的潜在分子机制。