促進植物免疫力的好幫手－Harpin蛋白

10.29563/ZHWHGX.201205.0034

郭建志

臺中區農業改良場特刊

111號（2012 / 05 / 01）

167 - 170

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植物為了抵禦病原菌的入侵，已進化出一套與動物類似的先天免疫系統（innate immunity），可在未受特定病原微生物誘導的情況下，對於病原菌的侵入發生快速的防衛反應。植物的先天免疫系統主要由兩個免疫反應所組成，為病原相關分子模式（pathogen associated molecular patterns, PAMPs）所誘導的免疫反應（PAMPs Triggered Immunity, PTI）和毒力蛋白（Effectors）所誘導的免疫反應（Effectors Triggered Immunity, ETI）。PTI可以活化植物一系列的抗病反應，例如鈣離子的增加、活性氧的產生、MARK cascades的訊號傳遞、callose在細胞壁上的累積、乙烯的生合成及與抗病有關的基因表現等，而阻擋病原菌的侵入。目前已經證實PTI在植物免疫系統發揮很重要的作用。Harpin蛋白為一種細菌所產生的蛋白質，可以誘導植物產生過敏性反應Hypersensitive response（HR），並活化許多種防禦反應的訊息傳遞路徑，包括可以誘導System acquired resistance（SAR）的防禦反應，以增加植物對病原菌的抵抗能力。Harpin蛋白為組成格蘭氏陰性細菌第三型分泌系統（Type III secret secretion）的通道蛋白（injectsome）。康乃爾大學經過多年研究，成功自梨火傷病Erwinia amylovora中所分離出來，施用在許多作物上，發現可對病原細菌、真菌具有良好的抗病效果，並可促進作物本身產生SAR的反應，其抗病機制為PTI，而美國生技公司亦研究Harpin蛋白並商品化，成為一種新型的微生物蛋白製劑。而如何刺激植物並活化PTI或ETI的免疫力來抵禦病原菌的侵入，是目前相當熱門的研究方向，有助於日後減少化學農藥的使用。