NPR1結(jié)構(gòu)與功能的研究進(jìn)展

閆曉寒 王向堯 劉培源

摘要：病程相關(guān)基因非表達(dá)子（non-expressor of pathogenesis-related genes 1，簡稱NPR1）作為植物激素水楊酸（SA）信號的主要調(diào)節(jié)因子，參與系統(tǒng)獲得性抗性（systemic acquired resistance，簡稱SAR）的建立，在植物抵抗病原菌的侵染中起著重要作用。核內(nèi)單體化的NPR1作為輔因子通過與轉(zhuǎn)錄因子的相互作用正向調(diào)控病程相關(guān)（pathogenesis-related，簡稱PR）基因的表達(dá);NPR1的翻譯后修飾與降解也增加了其調(diào)節(jié)機(jī)制研究的復(fù)雜性。此外，該蛋白的作用已擴(kuò)展到對植物生長發(fā)育、晝夜節(jié)律穩(wěn)態(tài)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分泌相關(guān)蛋白以及抗凍等的調(diào)控。以NPR1調(diào)控建立SAR過程中的機(jī)制為重點(diǎn)，綜述其結(jié)構(gòu)特征以及各方面的重要功能，為NPR1蛋白在植物生命活動中潛在作用機(jī)制的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：NPR1;水楊酸;系統(tǒng)獲得性抗性;結(jié)構(gòu)與功能;PR基因

植物暴露在生物與非生物脅迫中，為維持自身的生長發(fā)育，進(jìn)化形成了有效的防御機(jī)制用來感知和抵抗各種潛在的威脅。其中，為抵抗病毒、細(xì)菌和真菌等的侵染，植物形成了類似于動物的免疫系統(tǒng)。植物免疫系統(tǒng)主要包括2層防御機(jī)制，第1層是通過細(xì)胞膜上的受體識別病原相關(guān)分子模式（PAMPs）激發(fā)的免疫反應(yīng)（PAMP triggered immunity，簡稱PTI）對抗病原菌入侵[1]。然而有些病原菌可產(chǎn)生效應(yīng)因子抑制PTI，作為應(yīng)對，植物進(jìn)化出抗病蛋白（R蛋白），通過直接或間接的方式識別效應(yīng)因子，進(jìn)而引發(fā)第2層防御，即效應(yīng)因子激發(fā)的免疫反應(yīng)（effector triggered immunity，簡稱ETI）[2]。ETI通常會引發(fā)感染部位細(xì)胞的程序性死亡（programmed cell death，簡稱PCD）以阻止病原菌向周圍組織擴(kuò)散。植物不但會在感染部位通過PTI和ETI抵抗入侵，同時(shí)也會系統(tǒng)性激活并建立廣譜的抵抗繼發(fā)性感染的防御機(jī)制，即系統(tǒng)獲得性抗性（systemic acquired resistance，簡稱SAR）[3]。

NPR1（non-expressor of pathogenesis-related genes 1，簡稱NPR1）是SAR途徑中的關(guān)鍵調(diào)控因子[4]，同時(shí)參與植物的生長發(fā)育[5-7]、晝夜節(jié)律穩(wěn)態(tài)[8]、抗凍[9]以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分泌相關(guān)蛋白[10-11]等的調(diào)控，在植物生命周期中發(fā)揮著重要作用，然而目前對于NPR1介導(dǎo)信號通路的具體機(jī)制還存在許多未知;同時(shí)，其同源蛋白NPR3、NPR4在SAR途徑中的作用也存在爭議。本文總結(jié)了多年來NPR1調(diào)控SAR建立機(jī)制的研究結(jié)果以及NPR1在其他方面的功能，試圖對NPR1的功能提供一個全面的初步認(rèn)識。

1 NPR1結(jié)構(gòu)組成及各部分功能

NPR1蛋白包含BTB/POZ（broad-complex，tramtrack，and bric-a-brac/poxvirus and zinc-finger）結(jié)構(gòu)域、錨蛋白重復(fù)序列（ankyrin repeats，簡稱ANK）結(jié)構(gòu)域以及NPR1-like結(jié)構(gòu)。序列比對顯示，NPR1蛋白序列在多個物種間呈現(xiàn)出高度的一致性，結(jié)構(gòu)的保守也預(yù)示著功能的相似（圖1）。BTB/POZ結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)NPR1與其他蛋白的相互作用，以擬南芥為例，NPR1通過BTB/POZ結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)與乙烯受體蛋白（ethylene insensitive3，簡稱EIN3）相互作用，阻礙頂端彎鉤的形成[7]。并且NPR1的BTB/POZ結(jié)構(gòu)域可與自身C末端反式激活結(jié)構(gòu)相互作用抑制其功能;當(dāng)C末端C521和C529通過Cu2+與水楊酸（SA）結(jié)合后，引發(fā)NPR1構(gòu)象改變，暴露出BTB/POZ結(jié)構(gòu)域，激活NPR1與TGA轉(zhuǎn)錄復(fù)合體活性， 調(diào)控PR基因表達(dá)[4]。 但此

結(jié)構(gòu)并不保守，微小的差異也為NPR1針對性參與不同生長環(huán)境下的物種獨(dú)特的信號通路調(diào)控提供了可能。ANK結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)NPR1與TGA的相互作用，在ANK突變體中不能形成NPR1-TGA復(fù)合體，且無法誘導(dǎo)PR基因[12]。

除此之外，NPR1含有保守的半胱氨酸位點(diǎn)、SA結(jié)合位點(diǎn)以及核定位序列（NLS）。擬南芥NPR1包含10個高度保守的半胱氨酸，如C82、C156、C216等。NPR1主要通過半胱氨酸形成分子間二硫鍵以低聚體的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中[13];脅迫造成SA濃度升高，導(dǎo)致細(xì)胞處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生大量抗氧化劑，硫氧還蛋白（TRX），尤其是TRX-h3與TRX-h5可還原NPR1位于156位的半胱氨酸（C156）促進(jìn)NPR1低聚體的解聚[14-15]。單體化的NPR1通過NLS介導(dǎo)進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控轉(zhuǎn)錄;同時(shí)SA誘導(dǎo)NPR1的C156亞硝基化，穩(wěn)定了NPR1在細(xì)胞質(zhì)的低聚形式，防止蛋白被過度消耗[15]。C82A/C216A雙突變的NPR1二硫鍵形成受損，一定程度上提升了PR1基因的本底表達(dá)[14]。R432被認(rèn)為是SA的直接相互作用位點(diǎn)，NPR1R432Q突變蛋白表現(xiàn)出極低的SA親和力，在不影響其與TGA和NIMIN1（NIM互作蛋白）相互作用的情況下，NPR1R432Q突變植株SAR相關(guān)基因表達(dá)受損[4]，進(jìn)一步說明胞內(nèi)SA誘導(dǎo)對于NPR1發(fā)揮作用的重要意義。

2 NPR1介導(dǎo)的SAR的作用與機(jī)制

2.1 NPR1參與調(diào)控有效SAR的建立

NPR1是SAR途徑中的關(guān)鍵調(diào)控因子，NPR1功能缺陷植物的PR基因表達(dá)受損，并且?guī)缀醪荒芙⑵鹩行У腟AR。針對擬南芥的研究顯示，為了建立有效的SAR以應(yīng)對病原菌的感染，NPR1需要在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中被精細(xì)調(diào)控（圖2）。由于NPR1不能直接與DNA相互作用，因此NPR1通常被作為轉(zhuǎn)錄輔因子參與調(diào)控。核定位的NPR1單體與bZIP家族的TGA轉(zhuǎn)錄因子直接相互作用形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合體[16]，增強(qiáng)了TGA轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合DNA的能力[17]。PR1啟動子含有正、負(fù)2種as-1-like順式作用元件LS7和LS5[18]，不同TGA轉(zhuǎn)錄因子與不同的順式作用元件相互作用調(diào)控PR基因的表達(dá)，這表明NPR1也許不僅僅通過上調(diào)PR基因的表達(dá)來建立SAR。擬南芥基因組編碼的10種TGA轉(zhuǎn)錄因子中7種在SA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著正向或負(fù)向調(diào)控作用。TGA2、TGA5和TGA6在調(diào)節(jié)NPR1依賴基因的表達(dá)過程中功能冗余。tga6-1tga2-1tga5-1三敲除突變體在SA誘導(dǎo)的情況下PR基因表達(dá)量與野生型相比減少，但其本底表達(dá)相較野生型卻升高了近50倍，這表明一些TGA在正常狀態(tài)下可抑制PR基因的表達(dá);在SA誘導(dǎo)下，通過與NPR1的相互作用，這種抑制作用被解除。除TGA外，TCP轉(zhuǎn)錄因子（TCP transcription factors，簡稱TFs）、WRKY與CDK8周期依賴激酶子轉(zhuǎn)錄因子也參與調(diào)控NPR1與PR基因的表達(dá)[19-20]。在擬南芥中，SA促進(jìn)了NPR1與CDK8和WRKY6/18的相互作用。NPR1向自身啟動子招募CDK8和WRKY6/18;此外，CDK8也可與TGA相互作用，NPR1向PR1啟動子招募CDK8和TGA，并將RNA聚合酶Ⅱ帶入啟動子及編碼區(qū)域，正調(diào)控NPR1和PR1的表達(dá)。但NPR1-TF蛋白復(fù)合物如何促進(jìn)PR基因的表達(dá)需要進(jìn)一步的研究來闡明。

另一組與NPR1相互作用的蛋白為NIMIN（nim interacting）蛋白[21]，酵母三雜交結(jié)果證明NIMIN1通過直接與NPR1相互作用并與TGA形成三元復(fù)合物[22]。NIMIN蛋白序列分析表明其含有預(yù)測的EAR（基序）抑制結(jié)構(gòu)域，因此可抑制NPR1轉(zhuǎn)錄活性[23]。NIMIN1、NIMIN2和NIMIN3與NPR1競爭性結(jié)合，在正常狀態(tài)下，NIMIN3與NPR1相互作用抑制PR基因的表達(dá);NIMIN2可迅速響應(yīng)早期SA濃度的改變，盡管其不參與PR基因表達(dá)的抑制;NIMIN1可與NPR1相互作用推遲PR基因的表達(dá)，防止SAR被過早激活[24]。

2.2 NPR1的翻譯后修飾對SAR的影響

NPR1的翻譯后修飾在SAR過程中同樣扮演著重要角色。擬南芥NPR1除C156的亞硝基化外，還存在泛素化（SUMO）修飾。Saleh等研究表明，SUMO3通過與NPR1的SIM基序（SUMO互作基序）直接相互作用對NPR1進(jìn)行SUMO化修飾[25]。NPR1的SUMO化不但會促進(jìn)NPR1的降解，同時(shí)也會改變NPR1對WRKY和TGA的親和力。此外，NPR1不同部位的磷酸化也會對SUMO化修飾產(chǎn)生影響。

在正常狀態(tài)下，NPR1的S55/S59被磷酸化，這抑制了NPR1的SUMO化，此時(shí)NPR1與WRKY70有較強(qiáng)的相互作用，抑制了PR1基因的表達(dá)，但依然有少量的NPR1被SUMO化以維持基礎(chǔ)抗性[25]。SA積累后，NPR1的S55/S59去磷酸化，隨后被SUMO化修飾，SUMO化后NPR1的S11/S15位點(diǎn)被磷酸化，在降低了NPR1與WRKY70親和力的同時(shí)提升了其與TGA3的親和力，隨后PR1基因的表達(dá)量升高，經(jīng)修飾的NPR1在行使完轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用后被送往蛋白酶體降解[25]。NPR1的S55/S59去磷酸化和NPR1的SUMO化是S11/S15發(fā)生磷酸化所必需的，S11/S15的磷酸化反過來會促進(jìn)NPR1與SUMO3的相互作用使更多的NPR1發(fā)生SUMO化，這形成了一個信號放大的回路[25]。

一些激酶參與了NPR1的磷酸化修飾。SnRK2.8（SNF-1相關(guān)蛋白激酶2.8）通過磷酸化NPR1的S589和T373促進(jìn)其入核，感染部位周圍的細(xì)胞通過感受SA濃度變化建立SAR，而對于遠(yuǎn)端組織，由于SA濃度變化較小，SAR主要通過SnRK2.8對NPR1的磷酸化來建立[26]。

2.3 NPR1的降解對SAR的影響

NPR1的精確激活和終止對于維持植物免疫系統(tǒng)功能、機(jī)體適應(yīng)性和繁殖能力之間的平衡至關(guān)重要。正常狀態(tài)下，少量單體化的NPR1在核內(nèi)被降解以防止免疫系統(tǒng)被過度激活;在SA積累后，大量單體化的NPR1入核調(diào)控下游基因表達(dá)的同時(shí)這種降解現(xiàn)象依然存在，并且是建立完整有效的SAR所必需的，NPR1S11A/S15A突變的擬南芥中高水平NPR1S11A/S15A的積累可抑制SAR的建立[27-28]，這表明NPR1的降解在植物免疫應(yīng)答調(diào)控中的雙重作用。NPR1的降解需要泛素連接酶Cullin3（CUL3）和信號復(fù)合體COP9的參與，與哺乳動物免疫輔助因子IκB一樣，NPR1在降解之前也需要被磷酸化修飾[29]。介導(dǎo)NPR1被26S蛋白酶體降解的2個磷酸化修飾位點(diǎn)為DS11XXXS15（IκB-like phosphodegron motif，S11/S15）。部分研究顯示，NPR1與CUL3并沒有直接相互作用，因此NPR1的降解可能需要中間蛋白 （Adapter）的介導(dǎo)[27，30]。

Fu等研究表明，NPR1的同源蛋白NPR3和NPR4為SA的受體，并且NPR3和NPR4作為中間蛋白介導(dǎo)了NPR1的蛋白酶降解，在無SA的條件下，NPR4介導(dǎo)NPR1與CUL3相互作用，導(dǎo)致NPR1被持續(xù)降解，表現(xiàn)為植物對病原菌的易感性增強(qiáng)[30]。在正常狀態(tài)下，少量SA的存在降低了NPR4與NPR1的相互作用，這使得NPR1可適當(dāng)激活免疫基因的表達(dá)，以維持植物的基礎(chǔ)抗性。在植物細(xì)胞遭受病原菌侵染后，處于感染部位的細(xì)胞中SA濃度升高，這時(shí)NPR3被SA激活從而介導(dǎo)NPR1與CUL3相互作用，這導(dǎo)致NPR1被大量降解，造成感染部位細(xì)胞死亡，同時(shí)在感染部位周圍細(xì)胞中的SA濃度并不足以激活大量的NPR3，而NPR4又被相對高濃度的SA抑制了活性，核內(nèi)大量NPR1單體通過與轉(zhuǎn)錄因子相互作用激活SAR。

3 NPR1參與調(diào)控植物生長發(fā)育

3.1 NPR1促進(jìn)葉片的衰老

葉片衰老是一種程序性死亡過程，可將營養(yǎng)物質(zhì)從衰老的葉片大量轉(zhuǎn)移到快速發(fā)育的器官，從而促進(jìn)植物生長發(fā)育。NPR1介導(dǎo)的SA信號通路正向調(diào)控葉片的衰老（圖3），基因組研究表明，隨著葉片衰老的進(jìn)程，許多轉(zhuǎn)錄因子顯著上調(diào)，如WRKYs[32]。WRKY75在葉片衰老中起正調(diào)控作用，其誘導(dǎo)SID2（SA合成基因）表達(dá)促進(jìn)SA的生物合成;同時(shí)SA反向促進(jìn)WRKY75的表達(dá)，形成信號放大回路，加速葉片衰老[33]。Chai等提出，在擬南芥葉片衰老中，MPK6介導(dǎo)SA誘導(dǎo)的WRKY6與Trx-h5的表達(dá);WRKY6可與NPR1啟動子W-box結(jié)合提高NPR1mRNA的表達(dá)水平，同時(shí)Trx-h5的表達(dá)能促進(jìn)NPR1的單體化與入核[5]。烯丙苯噻唑（PBZ）可通過SID2依賴的生物合成途徑提高內(nèi)源性SA水平，外源施加PBZ的sid2和npr1突變株與野生型相比，沒有明顯的衰老癥狀;而過表達(dá)NPR1則能加劇葉片的衰老。因此，SA的積累和NPR1的存在是PBZ誘導(dǎo)葉片衰老所必需的。與Xing等觀點(diǎn)不同的是，Zhou等認(rèn)為，SA誘導(dǎo)的葉片衰老依賴于絲裂原活化蛋白激酶（MKK4/5-MPK1/2）級聯(lián)反應(yīng)，MPK1通過磷酸化NPR1并改變Trx-h3/5的表達(dá)能促進(jìn)NPR1的單體化與入核，調(diào)控PR1基因轉(zhuǎn)錄[8]。NPR1調(diào)控SA誘導(dǎo)的葉片衰老的具體機(jī)制有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.2 NPR1抑制頂端彎鉤形成

轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析顯示，部分SA誘導(dǎo)的基因表達(dá)水平在胚軸突出后升高，在子葉完全開放時(shí)達(dá)到高峰，說明SA參與幼苗早期形態(tài)發(fā)生[34]。Huang等研究顯示，SA誘導(dǎo)的頂端彎鉤形成抑制部分依賴于NPR1，對擬南芥施加外源SA會造成頂端彎鉤彎曲度的降低，且隨著SA施加濃度的升高，npr1突變體與野生型均表現(xiàn)出抑制作用的加強(qiáng)，但npr1突變體相比野生型抑制較弱[7]。EIN3和EIL1（EIN3-LIKE1）在乙烯通路正向調(diào)控頂端彎鉤形成相關(guān)基因HLS1（HOOKLESS1，簡稱HLS1）等的表達(dá)[35]。NPR1介導(dǎo)的SA對頂端彎鉤形成的抑制依賴于EIN3/EIL1，在乙烯不敏感的2個突變株ein2-5和ein3eil1中，SA濃度的增加對于頂端彎鉤彎曲度沒有明顯改變;且npr1-1ein3eil1與ein3eil1中頂端彎鉤的彎曲度沒有明顯差異[7]。NPR1通過BTB/POZ結(jié)構(gòu)域可以與EIN3含有DNA結(jié)合域的N末端相互作用，從而破壞EIN3與自身靶基因啟動子的結(jié)合，在不改變EIN3表達(dá)量的情況下抑制EIN3的轉(zhuǎn)錄活性，負(fù)向調(diào)控頂端彎鉤形成（圖3），也證實(shí)了NPR1介導(dǎo)SA-ET（水楊酸-乙烯）信號通路的交互作用[7]。

4 NPR1的其他功能

4.1 NPR1調(diào)節(jié)植物抗凍性

植物進(jìn)化出了不同溫度環(huán)境下的適應(yīng)性，鑒定擬南芥冷脅迫下表達(dá)上調(diào)的基因發(fā)現(xiàn)，其中含有植物抵抗病原菌相關(guān)的PR基因[36]。作為調(diào)控PR基因的關(guān)鍵蛋白，NPR1在植物抗凍中的作用同樣得到驗(yàn)證（圖3）。有研究表明，冷脅迫可以誘導(dǎo)NPR1基因的表達(dá)和SA水平的升高，但sid2和 NahG這2種突變植株中NPR1的表達(dá)量與野生型植株相比沒有變化，說明NPR1的表達(dá)不依賴于SA[9]。與SAR過程類似的是，升高的SA作用于NPR1的單體化，單體化和入核在抗凍相關(guān)基因誘導(dǎo)過程中是必需的，抑制單體化或入核的trx-h3trx-h5和snrk2.8-1突變株顯示出抗凍性的降低;與NPR1調(diào)控SAR建立不同的是，抗凍調(diào)控過程中不需要NPR1的SUMO修飾以及S11/S15磷酸化。核內(nèi)部分NPR1可與熱休克轉(zhuǎn)錄因子（HSFA1）結(jié)合，調(diào)控?zé)釕?yīng)激反應(yīng)基因表達(dá);同時(shí)，部分NPR1通過與未知轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合調(diào)控冷脅迫誘導(dǎo)基因的表達(dá)，從而提高植物的抗凍能力。此外，冷處理可以在短時(shí)間內(nèi)引起植物對病原菌Pst DC3000抗性的增加，進(jìn)一步說明了NPR1介導(dǎo)的SA信號通路在SAR與抗凍調(diào)節(jié)過程中的協(xié)同關(guān)系[37]。

4.2 NPR1調(diào)控植物晝夜節(jié)律穩(wěn)態(tài)

氧化還原狀態(tài)的改變對于植物晝夜節(jié)律和與之相協(xié)調(diào)的免疫反應(yīng)有重要的影響[38]。值得注意的是，由免疫信號SA觸發(fā)的氧化還原狀態(tài)的擾動不僅不損害晝夜節(jié)律，反而導(dǎo)致其強(qiáng)化[8]。此外，最近發(fā)現(xiàn)植物中SA的含量也存在節(jié)律性波動且NPR1單體水平在夜間達(dá)到峰值，因此，可能是內(nèi)源SA波動控制NPR1節(jié)律性入核，進(jìn)而調(diào)節(jié)相關(guān)基因來維持晝夜節(jié)律穩(wěn)態(tài)[39]。Zhou等研究表明，SA積累會改變胞內(nèi)氧化還原環(huán)境，并在不改變夜間基因TOC1（timing of CAB2 expression 1）周期表達(dá)規(guī)律的情況下提高其表達(dá)幅度，而npr1和trxh3trx-h5這2種突變體中TOC1表達(dá)幅度降低且對SA不敏感，證實(shí)了NPR1及其核定位在調(diào)控TOC1表達(dá)過程中的作用[8]。核內(nèi)NPR1可以通過TGA與TOC1啟動子結(jié)合，誘導(dǎo)其表達(dá)。與此同時(shí)，NPR1可以以相同的方式誘導(dǎo)日間基因LHY（late elongated hypocotyl）的表達(dá)，在晝夜節(jié)律調(diào)控中LHY與TOC1拮抗，這也解釋了不同時(shí)段SA誘導(dǎo)下晝夜節(jié)律的穩(wěn)定性。晝夜節(jié)律穩(wěn)態(tài)在維持植物對病原菌在不同時(shí)段敏感性方面起著重要作用，與氧化還原、植物免疫一起協(xié)同調(diào)控使植物可以在夜間優(yōu)先生長，而在病原菌威脅最大的清晨增強(qiáng)免疫。

4.3 NPR1參與調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)蛋白的表達(dá)

通過分析擬南芥NPR1缺失突變體與過表達(dá)體基因表達(dá)差異發(fā)現(xiàn)，NPR1上調(diào)了幾個蛋白質(zhì)分泌途徑中涉及的基因，包括BiP2、Sec61a、DAD1和CRT3等，這些基因啟動子中大多包含TL1順式元件，該元件與轉(zhuǎn)錄因子TBF1結(jié)合，調(diào)控分泌途徑相關(guān)蛋白的表達(dá)。在sec61a bip2和dad1 bip2這2個雙突變體中均表現(xiàn)為BHT（一種SA類似物）誘導(dǎo)下的PR1蛋白分泌減少和病原菌生長增多;在bip2突變體中，幾個未折疊蛋白反應(yīng)（unfolded protein response，簡稱UPR）標(biāo)記基因在BTH處理后被過度激活，且對npr1敏感[10]。因此，NPR1上調(diào)分泌相關(guān)基因與SAR誘導(dǎo)期間PR蛋白表達(dá)量的增加相適應(yīng)，以保證PR蛋白被充分折疊[10]。除此之外，植物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)造成胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)的改變，引起NPR1的單體化與入核，通過與轉(zhuǎn)錄因子bzip28/60結(jié)合，在UPR反應(yīng)后期抑制相關(guān)基因的表達(dá)，防止UPR的過度激活[11]。

5 展望

NPR1是SAR信號通路調(diào)控的關(guān)鍵蛋白，在過去多年的研究中，NPR1參與植物免疫相關(guān)機(jī)制得到初步驗(yàn)證，并且相關(guān)的信號通路在生長發(fā)育、抗凍、節(jié)律等多個方面的作用以及部分調(diào)控機(jī)制也逐漸被發(fā)現(xiàn)。然而，依然還有很多問題尚未得到解決，在擬南芥NPR1中R432被認(rèn)為與SA的直接相互作用有關(guān)[4]，此外C521/C529可通過Cu2+與SA結(jié)合[12]，這就存在2種可能性，其一為R432與C521/529可能在NPR1的三級結(jié)構(gòu)上組成SA的結(jié)合位點(diǎn)，其二為NPR1可能包含有多個SA結(jié)合位點(diǎn)，SA與不同的結(jié)合位點(diǎn)相互作用會調(diào)控不同免疫相關(guān)基因的表達(dá)，對NPR1結(jié)構(gòu)的解析是回答以上問題的關(guān)鍵。

NPR1的翻譯后修飾和降解在植物調(diào)控應(yīng)答信號中扮演著重要角色。NPR1在抗凍調(diào)控過程中不需要SUMO修飾以及S11/S15磷酸化，并且衰老過程區(qū)別于SAR過程中的磷酸化修飾，說明其翻譯后修飾與NPR1不同功能的發(fā)揮相關(guān)，這可能與各通路SA誘發(fā)濃度以及低聚體NPR1的亞細(xì)胞定位有關(guān)。此外，盡管Fu等提出NPR3/NPR4可根據(jù)改變SA的濃度來介導(dǎo)NPR1的降解[30]，但Ding等的研究表明NPR3/NPR4與NPR1并沒有直接相互作用[4]。NPR3/NPR4作為SA受體，與NPR1的功能相反，可直接與TGA相互作用抑制下游免疫相關(guān)基因的表達(dá)。鑒于翻譯后修飾對NPR1活性以及降解有著重要影響，不同的修飾是否會導(dǎo)致NPR1和NPR3/NPR4功能和相互作用能力的改變是下一步亟需解決的問題。

此外，同源NPR1在多種農(nóng)作物中已被鑒定出來（圖1），尤其在環(huán)保意識強(qiáng)烈的今天，利用基因工程技術(shù)培育持久抗病的農(nóng)作物新品種，以此減少農(nóng)藥的使用和對環(huán)境的污染意義深遠(yuǎn)。因此，對NPR1調(diào)控機(jī)制的深入了解或許會為提升農(nóng)作物的抗病性和育種提供新的解決方案。

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