植物如何平衡抗病和生長發育平衡，zhong國科xue院分子植物科學卓yue創新中心何祖華團隊研究揭示了以ROD1為免疫抑制中樞，通過降解超氧活性因子ROS，抑制植物的免疫反應，平衡植物防御和生長之間的沖突。

水稻中，ROD1編碼一種Ca²⁺傳感器蛋白，以Ca²⁺依賴的方式結合到磷酸肌醇脂質，靶向至特定膜區域。ROD1刺激過氧化氫酶CatB的活性，促進活性氧(ROS)清除，抑制免疫；當有稻瘟菌侵染時，植物通過降解ROD1減弱其功能，產生有效的防衛反應。作者使用MST技術檢測ROD1可直接與Ca²⁺結合，并鑒定出活性結果位點。

圖注：MST技術分析ROD1與Ca²⁺的親和力和活性結合位點

另一方面，研究發現病原稻瘟菌中具有與ROD1結構類似的毒性蛋白AvrPiz-t，在植物體內盜用ROD1的免疫抑制途徑，實現侵染的目的，進而與病原菌共同生存。通過MST檢測到AvrPiz-t與Ca²⁺結合，進而盜用ROD1途徑。

圖注：MST技術比較ROD1和AvrPiz-t的Ca²⁺結合活性

質膜定位受體樣激酶(RLKs)感知植物中保守的病原相關分子模式(PAMP)，觸發免疫(PTI)。擬南芥凝集素受體激酶LecRK-IX已被證明調節細菌鞭毛蛋白來源肽flg22誘導的PTI。而許多病原體分泌的效應蛋白可抑制植物免疫。植物中是否存在某種機制抑制或削弱病菌分泌的效應蛋白的功能？

中科院微生物所劉俊研究組研究發現效應蛋白AvrPtoB是丁香假單胞菌的主要毒力效應子。AvrPtoB C端有一個功能的E3連接酶結構域，以植物中的鞭毛識別受體FLS2和幾丁質識別受體CERK1為目標進行降解，導致PTI的抑制。本研究中，作者發現效應蛋白AvrPtoB與擬南芥凝集素受體激酶LecRK-IX.2相互作用并泛素化降解LecRK-IX.2，抑制其介導的免疫。AvrPtoB在體外和體內都能形成二聚體，這種二聚體形成對其E3連接酶與底物的結合和泛素化所必需的。然而, LecRK-IX.2能與AvrPtoB S335位點互作并使其磷酸化，S335的磷酸化破壞AvrPtoB二聚體狀態，導致其抑制PTI反應的毒力下降。作者的研究表明，宿主RLKs可以修飾病原體效應器，以抑制其毒性，并削弱其抑制PTI的能力。

圖示：AvrPtoB對LecRK-IX.2的泛素化與其被磷酸化競爭模式圖

為了檢測AvrPtoB與自身以及與LecRK-IX.2親和力大小，作者進行MST實驗。結果表明，AvrPtoB與LecRK-IX.2的親和力（0.02μM）要遠高于其自身形成二聚體的親和力（18.7μM）,表明AvrPtoB更容易與LecRK-IX.2結合。

圖注：MST技術檢測AvrPtoB自身以及與LecRK-IX.2^CD

銅是植物生長發育的重要調節劑，然而銅對病毒入侵的反應機制尚不清楚。之前的研究表明，SPL9介導的miR528轉錄激活為已建立的AGO18- miR528 - L- AO抗病毒防御增加了一個調控層。北京大學李毅課題組研究發現，Cu²⁺通過抑制SPL9的蛋白水平來抑制miR528的轉錄激活，進而提高ROS水平，增強AO積累量及其酶活，從而加強抗病毒反應，闡明了銅穩態的分子機制、調控網絡以及SPL9-miR528-AO抗病毒途徑。

為了檢測SPL9和Cu²⁺之間的直接相互作用，作者純化了SPL9 DNA結合區域（SPL9 SBP），使用Monolith分子互作儀檢測其與Cu²⁺的互作。結果顯示SPL9 SBP直接與Cu²⁺結合，但不與Ca²⁺結合。

圖注：Monolith檢測SPL9與Cu²⁺親和力

此外，李毅課題組在2020年研究結果解析了植物體內抗病毒RNAi信號通路，同樣用到了MST技術。

Yang, Zhirui, et al. "Jasmonate signaling enhances RNA silencing and antiviral defense in rice." Cell Host & Microbe 28.1 (2020): 89-103.

水稻抗病毒RNAi信號通路的核心蛋白AGO18受病毒侵染誘導，進而增強水稻的抗病毒免疫；但是病毒侵染如何誘導水稻AGO18的了解很少。北京大學李毅課題組發現病毒外殼蛋白（CP）過表達能夠誘導水稻茉莉酸（JA）的顯著積累，JA信號通路的關鍵轉錄因子（JAMYB）能夠結合并激活AGO18的啟動子，從而誘導AGO18的表達，抑制病毒的侵染。

為了分析AGO18啟動子上的順式作用元件，作者進行了MST實驗。將順式作用元件帶上FAM熒光，作為熒光信號源，檢測到JAMYB結合在AGO18啟動子上的順式作用元件R3，R3突變后AGO18和JAMYB喪失結合能力，進而確定了該位點對于AGO18轉錄調控的重要性。

圖3. MST檢測的JAMYB和AGO18 R3區域的結合（藍色曲線）

此外，作者通過MST實驗發現，水稻JAZ6蛋白能夠通過與JAMYB相互作用來抑制其轉錄激活活性，表明JAZ6抑制水稻抗病毒RNA沉默并損害水稻抗病毒免疫反應。

圖2. MST檢測的JAMYB和JAZ6的結合

該研究揭示了植物JA信號通路與RNAi信號通路協同參與水稻抗病毒防御的分子機制。

植物寄生線蟲是全qiu性的糧食作物病蟲害之一，然而線蟲與宿主植物相互作用的機理仍尚不清楚。植物細胞膜上的受體蛋白FERONIA及其配體RALFs參與調節植物免疫反應。湖南大學和中國農科院植物保護研究所聯合解析研究發現FERONIA突變導致植物對RKN表現出低敏感性。另外，作者在6類根結線蟲中鑒定了18種RALF-like基因，編碼的小肽可以直接結合到FERONIA的胞外結構域，從而“挾持”植物FER信號途徑，破壞植物免疫系統，促進寄生。

研究時，為了檢測了線蟲RALF- like小肽 MiRALF1/3是否同擬南芥At-RALF1具有相似的FER結合模式,作者使用MST進行檢測。結果顯示MiRALF1/3與FER^ECD親和力分別是25μM和64μM，而AtRALF1親和力略高，K_d為1.7μM，證明了線蟲RALF -like具有植物RALF的典型活性，且可以結合FER。

圖注：MST檢測FER^ECD與AtRALF1、MiRALF1或MiRALF3之間的親和力