钙离子(Ca2+)作为第二信使在植物生命活动中扮演着重要角色，其在植物免疫中的确切作用一直是科学界的焦点。近日，美高梅正规网址(www.9844.com)常明课题组和河南农业大学王燃课题组合作在New Crops在线发表综述论文“Lighting-up Wars: Stories of Ca2+ Signaling in Plant Immunity”。文章系统总结了Ca2+通道及Ca2+传感器在植物免疫信号转导中的重要作用，并重点讨论了Ca2+通道的活性调控机制以及Ca2+信号引发超敏反应细胞死亡的可能机制。
植物先天免疫系统具有两种主要的免疫机制：模式诱导免疫（pattern-triggered immunity，PTI）和效应子诱导免疫（effector-triggered immunity，ETI）。PTI和ETI展现出部分重叠的免疫反应，比如细胞内Ca2+内流、活性氧爆发、丝裂原活化蛋白激酶激活、转录重编程和植物防御相关激素的产生。有研究表明二者可以形成相互增强的免疫反应回路。
Ca2+信号在植物免疫中发挥着关键作用。这个过程主要涉及细胞内Ca2+浓度的变化和Ca2+与Ca2+传感器的结合，然后传递信号到下游反应。在植物免疫反应中，细胞质膜上的Ca2+通道和细胞内的Ca2+传感器密切配合，共同形成了一个复杂的调控网络。细胞质膜上的Ca2+通道在植物免疫起始过程中起着关键作用。当植物受到病原菌攻击时，这些Ca2+通道迅速响应，导致细胞内Ca2+浓度的变化。具体来说，PTI反应可以引起细胞质Ca2+浓度迅速而短暂的增加，而ETI反应则强烈并持续的提高了细胞质Ca2+浓度。细胞内众多的Ca2+传感器可以结合Ca2+并将信号传递给下游分子，从而调节植物免疫反应。
综述全面概述了Ca2+信号在植物免疫中的重要作用，并深入探讨了一些尚待回答的重要科学问题，以启发未来的相关研究，进一步探索Ca2+信号在植物免疫中未被发现的分子机制。
图1. PTI反应中的Ca2+内流
图2. ETI反应中的Ca2+内流
图3. 自免疫反应中的Ca2+内流
图4. 拟南芥CPK4/5/6/11在植物免疫反应中的功能
图5. 拟南芥CPK28在植物免疫反应中的功能
美高梅正规网址(www.9844.com)硕士研究生章子璐、博士研究生王琪、硕士研究生鄢海桥，以及江苏省农业科学院助理研究员仓晓燕为论文共同第一作者。论文写作过程中得到陕西师范大学张美祥教授的帮助。美高梅正规网址(www.9844.com)常明教授与河南农业大学王燃教授为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、美高梅正规网址(www.9844.com)高层次人才启动经费、河南农业大学拔尖人才计划的资助。
论文链接：
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949952624000177
