7月13日，Plant Biotechnology Journal 在線發表了由中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所上海植物逆境生物學研究中心Yoji Kawano研究組和福建農林大學劉仁義研究組合作完成的題為Identification of endogenous small peptides involved in rice immunity through transcriptomics- and proteomics-based screening 的研究論文，給有效鑒定植物水稻免疫相關的小分泌蛋白質帶來了新思路。
在動物體中，許多被稱之為細胞因子的內源小肽，如白細胞介素、干擾素等作為信號分子在免疫過程中發揮重要作用。與動物細胞因子相似，當植物受到創傷或病蟲害的侵染，植物也會產生內源信號小肽，它們被稱作植物細胞因子（phytocytokines）。但是植物細胞因子在植物體內含量極低，利用生化方法純化植物細胞非常困難。近年來，一些關鍵技術使得植物科學中高通量轉錄組學和蛋白質組學研究的應用日益增多。然而，當單獨使用這些技術時，存在一些局限性。這些“組學”數據集的綜合分析可以提供互補的信息，并可以獲取更多的有用的結論。
Yoji Kawano研究組和劉仁義研究組設計了一個將轉錄組學和蛋白組學結合的方法，利用水稻植株和懸浮細胞兩個體系，篩選能被稻瘟病菌Magnaporthe. oryzae （M. oryzae） 侵染和幾丁質處理而誘導的植物細胞因子的前體蛋白質和小分泌蛋白質（SSPs）。通過RNA-seq共鑒定得到2454個基因，并且利用質譜鑒定到3327個蛋白質被稻瘟病菌和幾丁質所激活。最后，篩選鑒定得到236個小分泌蛋白質，包括兩個已知的植物細胞因子家族，快速堿化因子（RALFs）和植物磺肽素（PSKs），以及許多免疫相關的蛋白質家族，比如蛋白酶抑制劑（PIs）和發病機理相關蛋白家族（PRs）。其中一個命名為免疫應答肽（IRP）的新基因，它可能編碼一個植物細胞因子。細菌肽聚糖和幾丁質處理能夠誘導IRP的表達并且幾丁質可以誘導IRP分泌到水稻細胞外。在過表達IRP的水稻懸浮細胞中，抗病相關基因PAL1表達被激活。另外，與野生型相比，分裂素激活蛋白激酶（MAPKs）的活性在過表達IRP的水稻懸浮細胞中增強，表明IRP在水稻免疫中起著積極的作用。
該研究建立了一個簡單且高效的方法，能夠鑒定在水稻免疫過程中發揮重要功能的小分泌蛋白質。更為重要的是，這個方法將有助于發現在植物生命活動中發揮不同功能的小分泌蛋白質。
該研究獲得中科院、中科院先導項目B、國家自然科學基金等的資助。王萍渝和姚少倫為該論文共同第一作者， Yoji Kawano和劉仁義為該論文的通訊作者。
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圖：鑒定水稻免疫相關的小分泌蛋白質（SSPs）的方法
