为了抵御病原菌的入侵,植物进化出一套免疫系统,一般包含两个层次,即:病原菌相关分子模式PAMPs(pathogen-associated molecular patternsSAG浓度)触发的PTI(pattern-triggered immunity)免疫和效应因子触发的ETI(effector-triggered immunity)免疫,PTI免疫反应与ETI免疫反应往往相互影响。为了进一步侵染植物,一部分细菌性病原菌可以向植物体内分泌效应因子抑制植物免疫。效应因子如何在植物体内发挥生物功能来抑制植物的PTI免疫反应,以及效应因子如何在植物体内引起更剧烈的ETI免疫一直是免疫研究的重要部分。例如,丁香假单胞杆菌效应因子Avr Pph B作为一种半胱氨酸蛋白酶,可以抑制植物PTI免疫。但是Avr Pph B同时也被植物细胞内的抗性(Resistance,R)蛋白RPS5(RESISTANT TO PSEUDOMONAS SYRINGAE 5)识别,进而激活ETI免疫。丁香假单胞杆菌菌株Pseudomonas syringae pv.tomato(Pto)DC3000通过III型分泌系统(type III secretion system,TTSS)向宿主细胞分泌30多个内源效应因子。本研究建立在实验室先前的相关研究基础之上,针对Pto DC3000基因组分析发现其中存在一个Avr Pph B同源效应因子ALP1(AVRPPHB-LIKE PROTEIN 1)。但是,ALP1在植物免疫中的生物学功能及靶标都未知。同时,植物细胞内是否存在可以识别ALP1的抗性蛋白也尚不清楚。本课题首先通过将ALP1在植物中过表达,发现ALP1过表达植株出现矮小以及自发的细胞死亡等免疫自激活表型。并且,通过检测不同抗病基因的表达,发现在拟南芥植株体内过表达ALP1可以诱导部分免疫抗性基因的表达。通过将ALP1过表达植株与eds1、pad4、adr1和nrg1等突变体杂交,发现ALP1过表达植株的免疫自激活表型依赖于下游的EDS1、PAD4和ADR1,暗示过表达ALP1激活了植物的ETI免疫。Intestinal parasitic infection在烟草中过表达ALP1可以引起明显的细胞死亡,并且作为半胱氨酸蛋白酶,Cys/His/Asp酶活位点是ALP1在烟草中引起细胞死亡所必需的。随后,通过对活性氧(ROS)爆发和胼胝质沉积的检测,发现该效应因子能够抑制植物的PTI免疫。此外,我们还通过免疫共沉淀偶联质谱分析(IP-MS)实验鉴定到ALP1在体内的互作蛋白,包括一个RLK类蛋白AIP1(ALP1-INTERACTING PROPLX-4720 molecular weightTEIN 1)和一个CNL类R蛋白AIP2。并且,AIP1与AIP2也存在相互作用,暗示该R蛋白AIP2可能识别ALP1,而AIP1是ALP1的靶标,病原菌通过切割AIP1抑制植物PTI免疫。综上所述,本课题的研究结果初步揭示ALP1可能通过其蛋白酶活性降解AIP1,进而抑制植物的PTI免疫反应,其酶活位点Cys/His/Asp在该过程中可能是必需的。但是,这个过程可能受到R蛋白AIP2的监控,AIP2识别ALP1后通过EDS1、PAD4和ADR1等组分激活ETI免疫反应。这些结果为植物与病原菌互作提供新的研究思路和基础。