前体mRNA剪接因子ZOP1调控植物免疫的新机制及其在SNC2信号通路中的作用

本研究揭示了前体mRNA剪接因子ZINC-FINGER AND OCRE DOMAIN-CONTAINING PROTEIN 1(ZOP1)在植物免疫调控中的关键作用。研究人员通过正向遗传学筛选发现，ZOP1通过调控BDA1和RLP23等防御相关基因的表达，在SNC2介导的免疫信号通路中发挥重要作用。该研究不仅拓展了剪接因子在植物免疫中的功能认知，还为作物抗病育种提供了新靶点。

　　

植物在面对病原体威胁时，进化出了复杂的先天免疫系统。其中，细胞表面定位的模式识别受体(PRRs)能够感知病原体相关分子模式(PAMPs)，激活模式触发免疫(PTI)。然而，病原体可通过分泌效应子干扰PTI，导致效应子触发的易感性(ETS)。作为反击，植物通过细胞内抗性(R)蛋白识别特定效应子，激活强烈的效应子触发免疫(ETI)。在这一过程中，受体样蛋白(RLPs)如拟南芥的SNC2(SUPPRESSOR OF NPR1-1, CONSTITUTIVE 2)在基础抗性和PTI中发挥关键作用。但SNC2下游的信号转导机制，尤其是转录后调控环节仍有许多未知。

不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的研究团队在《Plant Physiology》发表的研究中，通过正向遗传学筛选发现了一个新的免疫调控因子ZOP1。研究人员首先在sard1-1 snc2-1D背景下筛选到抑制突变体116-1，通过图位克隆和CRISPR/Cas9基因编辑技术证实ZOP1的缺失能显著抑制snc2-1D介导的自身免疫表型。进一步研究发现，ZOP1作为前体mRNA剪接因子，通过调控BDA1和RLP23等关键免疫调节因子的表达水平，在SNC2下游发挥重要作用。

研究采用了多种关键技术方法：正向遗传学筛选获得抑制突变体；CRISPR/Cas9基因编辑构建突变体；RNA-seq分析差异表达和可变剪接基因；定量PCR验证基因表达；病原体接种实验评估抗病性；水杨酸含量测定；MAPK活性检测和活性氧爆发测定等。

Identification and characterization of suppressor mutant 116-1

研究人员在sard1-1 snc2-1D背景下筛选到抑制突变体116-1，该突变体表现出中间型植株大小，PR1和PR2表达水平降低，水杨酸积累减少，对Hyaloperonospora arabidopsidis(Hpa) Noco2的抗性减弱。这些结果表明116-1能抑制sard1-1 snc2-1D的自身免疫表型。

Loss of ZOP1 suppresses the autoimmunity of sard1-1 snc2-1D

通过图位克隆和全基因组测序，研究人员发现116-1在ZOP1基因上携带一个提前终止密码子突变。CRISPR/Cas9敲除实验证实ZOP1缺失能抑制sard1-1 snc2-1D的自身免疫表型，包括植株大小恢复、防御相关基因表达水平降低、水杨酸积累减少和病原体抗性减弱。更重要的是，ZOP1的缺失也能抑制snc2-1D和cbp60g-1 snc2-1D的矮化表型，表明ZOP1在CBP60g和SARD1依赖的两条平行通路的上游发挥作用。

zop1 single mutants exhibit compromised resistance against pathogen

zop1单突变体虽然植株大小与野生型相似，但对Hpa Noco2和Pseudomonas syringae pv tomato(Pst) DC3000的抗性显著降低，表明ZOP1在植物基础抗性中发挥重要作用。

zop1 single mutant has decreased BDA1 transcript level

RNA-seq分析发现，zop1突变体中大量防御相关基因的表达或剪接模式发生改变。特别值得注意的是，SNC2信号通路中的关键调控因子BDA1的转录水平在zop1突变体中显著降低，但剪接模式未受影响，提示ZOP1可能通过间接方式调控BDA1的表达。

zop1 single mutant exhibits attenuated nlp20-induced immunity

研究还发现，模式识别受体RLP23的表达在zop1突变体中降低，导致nlp20诱导的免疫反应减弱，包括SARD1表达水平降低、水杨酸积累减少、MAPK激活减弱、活性氧爆发减弱以及对Hpa Noco2和Botrytis cinerea的系统获得抗性受损。

这项研究揭示了前体mRNA剪接因子ZOP1在植物免疫中的新功能。ZOP1位于SNC2下游，通过调控BDA1和RLP23等关键免疫调节因子的表达，在植物防御反应中发挥重要作用。研究不仅拓展了我们对剪接因子在植物免疫中功能的认识，还为作物抗病育种提供了新的分子靶点。特别值得注意的是，ZOP1对BDA1的调控似乎不依赖于剪接过程，这为理解转录后调控在植物免疫中的作用提供了新的视角。此外，ZOP1对RLP23表达的调控影响了植物对nlp20的识别和响应，表明ZOP1可能在多种PRR介导的免疫通路中发挥广泛作用。这些发现为深入理解植物免疫信号的转录后调控机制奠定了重要基础。