本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
我非常喜欢植物生物学。在大学的最后一年，在听完所有与细菌相关的生物化学讲座后，我选修了植物系开设的与细菌相关的讲座课程。那是一个较小的系，看起来更友好、更亲切。而且茶水间的饼干也更便宜。
所以我确实喜欢时不时地写一些关于植物的文章，这并不是一件非常困难的任务，因为像地球上所有其他多细胞生物一样，植物也会遭受细菌感染。与人类不同，它们没有血液循环来输送免疫细胞，因此它们转而依靠用有害化学物质轰击细菌，快速杀死任何被感染的植物部分，并获得一种植物抗性来阻止再次发生攻击。（这三个链接指向我的旧博客上关于植物免疫学的迷你系列文章。）
然而，在植物中，就像在人类中一样，预防胜于治疗，因此植物有各种各样的机制来阻止细菌进入内部并引起感染。植物的叶子上有一些称为气孔的开口，用于控制植物细胞内的水分含量。气孔打开以释放水分，关闭以保持水分。它们不是巨大的孔洞，但可以用光学显微镜看到，并且普通的16岁青少年可以很容易地识别出来（我记得在我的AS水平考试期间看过它们！）
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由于气孔基本上是从植物内部通往充满细菌的外部世界的孔洞，因此保持气孔的良好调节非常重要。植物可以识别细菌碎片，当它们这样做时，它们可以改变内部条件以关闭气孔，闩上门以防止细菌进入。通过感知细菌的部分，例如（比如）鞭毛，蛋白质被激活，从而改变气孔周围细胞内盐的浓度，并导致它们失去弯曲的形状并聚集在一起，有效地关闭开口。
当植物感染了丁香假单胞菌的细菌菌株时，气孔在感染后1-2小时内关闭，这对于植物来说是相当快的。然而，大约3-4小时后，气孔开始再次打开，这并非由于细菌蛋白，而是植物蛋白。有问题的蛋白质是LecRK-V.5，缺乏这种蛋白质基因的植物比非突变的野生型植物表现出更少的疾病症状，并且内部细菌水平更低。下图显示了顶部的野生型叶片，其疾病症状多于下面更健康的突变体。
由于气孔开放只是抗菌植物反应的一个因素，研究人员随后探讨了LecRK-V.5是否影响任何其他反应。主要的反应是产生危险的活性氧（ROS），活性氧通常产生以破坏入侵的细菌。野生型和LecRK敲除突变体植物在ROS水平上均未显示差异，LecRK-V.5似乎仅影响气孔。
关于ROS的观点也为了解植物为什么选择在感染后激活这种蛋白质提供了一个线索，这似乎使细菌更容易进入内部。在突变体植物细胞中，由于没有LecRK-V.5，高水平的ROS开始在气孔周围的细胞中积聚。ROS对它们接触到的任何细胞都是危险的，因此通过在进入后约4小时抑制对细菌感染的反应，植物可能正在保护自己免受自身免疫反应的损害。如果感染在四小时后仍在蔓延，那么植物可能更明智的做法是放弃死亡组织并尝试挽救剩余部分。毕竟叶子对植物来说不是非常重要，它们总是可以长出更多！
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参考文献 1：Desclos-Theveniau, M., Arnaud, D., Huang, T., Lin, G., Chen, W., Lin, Y., & Zimmerli, L. (2012). The Arabidopsis Lectin Receptor Kinase LecRK-V.5 Represses Stomatal Immunity Induced by Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 PLoS Pathogens, 8 (2) DOI: 10.1371/journal.ppat.1002513
参考文献 2：Nicaise, V., Roux, M., & Zipfel, C. (2009). Recent Advances in PAMP-Triggered Immunity against Bacteria: Pattern Recognition Receptors Watch over and Raise the Alarm PLANT PHYSIOLOGY, 150 (4), 1638-1647 DOI: 10.1104/pp.109.139709
图片来源 1。
