一氧化氮(NO)不僅在植物發育發揮重要作用，還參與植物應對多種非生物和生物脅迫。NO透過與活性氧互作，引發細胞程式性死亡、超敏反應及對病原微生物侵染的抵抗。NO訊號傳導的關鍵機制之一是透過S-亞硝基谷胱甘肽還原酶調節S-亞硝基硫醇，從而實現靶蛋白可逆的S-亞硝化來介導NO訊號傳導。但是，對於S-亞硝酸化在植物抵禦疫黴菌中的作用尚不清楚。

近日，Horticulture Research線上發表了捷克帕拉其大學Marek Petřivalský團隊題為Protein S-nitrosation differentially modulates tomato responses to infection by hemi-biotrophic oomycetes of Phytophthora spp.的研究論文。

該研究分析了兩個半生營養性卵菌(Phytophthora infestans和P. parasitica)在接種易感和野抗性番茄後96小時(hpi)的情況下，S-亞硝基谷胱甘肽還原酶介導的S-亞硝基硫醇和蛋白質S-亞硝化的調節作用。

研究表明，S-亞硝基谷胱甘肽還原酶的活性和蛋白水平在上述兩類致病菌感染的兩種番茄植株中均出現下降(Fig. 1)，但是S-亞硝基硫醇在P. infestans感染後（特別是在72hpi）顯著升高(Fig. 3)，在植株感染部位的近端和遠端均出現了S-亞硝基硫醇的升高，這表明其位於維管束中，在系統性反應中起訊號作用。

Fig. 1: S-nitrosoglutathione reductase activity and protein levels during the pathogenesis.

Fig. 3: Analysis of protein S-nitrosothiols in leaf extracts during.

隨後，透過蛋白質組學鑑定了感染致病疫黴後植物中發生S-亞硝化的靶標蛋白，包括抗氧化和防禦蛋白以及與新陳代謝、調節和結構功能有關的蛋白(Fig. 5)。分析發現，抗壞血酸過氧化物酶S-亞硝化在P. infestans感染的兩種番茄植株中酶活和蛋白水平均升高。

本研究結果表明，蛋白的S-亞硝化在植物應對半營養缺陷病原體侵染中起到重要的防禦調控功能。

Fig. 5: Classification of S-nitrosated proteins identified by the proteomic analysis.

文章連結：

https://www.nature.com/articles/s41438-021-00469-3

About Horticulture Research

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物的基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位於園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2020年中科院期刊分割槽（基礎版）：位於園藝小類一區，植物科學小類一區，遺傳學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。