植物免疫是抵抗病原微生物感染的一种机制，由识别MAMP（microbe-associated molecular patterns）细胞外免疫受体（模式识别受体，PRR）和识别病原体衍生的效应子的细胞内免疫受体（包括R蛋白，NLR或NBS-LRR）组成【1】。其中，R蛋白在植物基础免疫和效应子触发的免疫（ETI）必不可少，因此对R蛋白的翻译后修饰和R基因的转录调控至关重要。研究表明，R基因转录的一些完整剪接（FS）和选择性剪接（AS）是miRNA和无义介导的mRNA衰变（NMD, Nonsense-mediated mRNA Decay）的靶标【2】。
NMD是真核生物细胞质中广泛存在的、 保守的信使核糖核酸(mRNA)质量监视系统，可防止含有过早终止密码子（PTC）的mRNA发生翻译，并且与植物免疫的调控有关【3】。核心NMD因子UPF1（UP-FRAMESHIFT1）或UPF3的无效突变通过增加水杨酸（SA）的水平和防御基因的表达而增加植物抗病性，并且NMD受损的突变体的自身免疫是由TNL（TIR-NBS-LRR）型R依赖性免疫的激活引起的，但是细菌感染可能会抑制拟南芥中的NMD机制【2,4】。然而，NMD效率下降的途径和机制尚不清楚。
近日，韩国Myongji University的Sang Hyon Kim等在ThePlantCell在线发表了一篇题为Pathogen-associated Molecular Pattern-triggered Immunity Involves Proteolytic Degradation of Core Nonsense-mediated mRNA Decay Factors During the Early Defense Response的研究论文，揭示了细菌侵染后，NMD调控植物基础免疫的机制。
该研究发现，PstDC3000侵染后，UPF1和UPF3的双突变触发了植物的自身免疫，并且促进了SA的快速积累。该研究分析了NMD受损的拟南芥突变体中R基因的体系结构，发现大多数R基因产生的转录本是NMD的靶标，并且这些R转录本的积累导致UPF突变体的基础免疫力增强。该研究发现，植物通过PRR识别细菌感染，导致一组TNL和CC-NBS-LRR（CNL）型转录物的积累，表明病原菌侵染后R基因的一个子集的表达受NMD控制。该研究还表明，UPF1和UPF3在感染早期通过泛素化和26S蛋白酶体途径被破坏，这表明UPF1和UPF3的泛素化的早期响应是调控植物免疫力的关键。
The upf1 upf3 double mutants exhibit intensified autoimmunity
因此，植物通过UPF的降解抑制NMD，导致细菌侵染的早期TNL转录水平的稳定，从而提高植物的基础免疫。NMD是参与拟南芥在免疫应答过程中维持R基因转录水平的主要转录后控制途径之一。
参考文献【1】Jones, J.D., Vance, R.E., and Dangl, J.L. (). Intracellular innate immune surveillance devices in plants and animals. Science 354: aaf6395.【2】Gloggnitzer, J., Akimcheva, S., Srinivasan, A., Kusenda, B., Riehs, N., Stampfl, H., Bautor, J., Dekrout, B., Jonak, C., Jimenez-Gomez, J.M., et al. (). Nonsense-mediated mRNA decay modulates immune receptor levels to regulate plant antibacterial defense. Cell Host Microbe 16: 376-390.【3】Peccarelli, M., and Kebaara, B.W. (). Regulation of natural mRNAs by the nonsense-mediated mRNA decay pathway. Euk. Cell 13: 1126-1135.【4】Rayson, S., Arciga-Reyes, L., Wootton, L., De Torres Zabala, M., Truman, W., Graham, N., Grant, M., and Davies, B. (). A role for nonsense-mediated mRNA decay in plants: pathogen responses are induced in Arabidopsis thaliana NMD mutants. PLoS One 7: e31917.
原文链接：
/content/early//02/21/tpc.19.00631
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