Planthopper-Secreted Salivary Disulfide Isomerase Activates Immune Responses in Plants.
Planthopper-Secreted Salivary Disulfide Isomerase Activates Immune Responses in Plants.
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飞虱分泌的唾液二硫键异构酶激活植物的免疫反应
DOI：
10.3389/fpls.2020.622513
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发表时间：
2020
影响因子：
5.6
通讯作者：
Ji R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fu J;Shi Y;Wang L;Zhang H;Li J;Fang J;Ji R
灰飞虱（Laodelphax striatellus; SBPH）是一种刺吸式昆虫，在取食过程中分泌唾液蛋白进入其植物宿主。然而，这些唾液蛋白调节植物防御反应的机制仍然知之甚少。在这里，我们确定了二硫键异构酶（LsPDI 1）在SBPH唾液蛋白质组。LsPDI 1在稻纵卷叶螟唾液腺中高表达，并在取食过程中分泌到水稻植株中。在缺乏信号肽的情况下，LsPDI 1在植物中的瞬时表达诱导活性氧簇（ROS）爆发、细胞死亡、胼胝质沉积和茉莉酸（JA）信号通路。缺失突变体分析显示LsPDI 1中的a-B-B'或b-b'-a'结构域是诱导植物细胞死亡所必需的。LsPDI 1及其同源基因在不同种类的稻飞虱中高度保守，并强烈诱导植物中的ROS爆发和细胞死亡。LsPDI 1在本氏烟草中的瞬时表达损害了草地贪夜蛾和桃蚜在宿主植物上的表现。因此，LsPDI 1是一种重要的唾液激发子，通过诱导钙、ROS和JA信号通路来增强植物对昆虫的抗性。本研究的发现为植物-昆虫相互作用的分子机制提供了新的见解。
The small brown planthopper (Laodelphax striatellus; SBPH) is a piercing-sucking insect that secretes salivary proteins into its plant host during feeding. However, the mechanisms by which these salivary proteins regulate plant defense responses remain poorly understood. Here, we identified the disulfide isomerase (LsPDI1) in the SBPH salivary proteome. LsPDI1 was highly expressed in the SBPH salivary glands and secreted into rice plants during feeding. Transient in planta LsPDI1 expression in the absence of signal peptide induced reactive oxygen species (ROS) burst, cell death, callose deposition, and jasmonic acid (JA) signaling pathway. Deletion mutant analysis revealed that either the a-b-b’ or the b-b’-a’ domains in LsPDI1 are required to induce cell death in plants. LsPDI1 and its orthologs were highly conserved among various planthopper species and strongly induced ROS burst and cell death in plants. Transient in Nicotiana benthamiana LsPDI1 expression impaired the performance of Spodoptera frugiperda and Myzus persicae on host plants. Hence, LsPDI1 is an important salivary elicitor that enhances plant resistance to insects by inducing the calcium, ROS, and JA signaling pathways. The findings of this study provide novel insights into the molecular mechanisms underlying plant-insect interactions.
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Alon M;Malka O;Eakteiman G;Elbaz M;Moyal Ben Zvi M;Vainstein A;Morin S
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10.1094/mpmi-01-14-0018-r
发表时间：
2014-07
期刊：
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影响因子：
--
作者：
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Jander G