写在前面

这次分享的是遗传所周检民老师在2018年应邀在《Annual Review of Plant Biology》发表的有关植物RLCK在参与植物各种生物过程的综述"Receptor-Like Cytoplasmic
Kinases: Central Players in Plant Receptor Kinase–Mediated Signaling"。

Abstract

受体激酶(RKs)在跨膜信号传导中起着至关重要的作用，它控制着植物的繁殖、生长、发育以及对各种环境条件的适应。细胞质受体类激酶(RLCKs)是一类缺乏胞外配体结合域的信号蛋白，在生物/非生物胁迫和内源性胞外信号分子的作用下调控植物细胞活动。通过与免疫相关的RKs相结合，RLCKs调控多个下游信号节点，从而对病原菌产生一系列复杂的防御反应。RLCKs还与感知油菜素内脂和信号肽的RKs联系起来以协调生长、花柱导向、胚胎和气孔模式、花器官脱落和非生物胁迫反应。RLCKs的活性和稳定性不仅受到RKs的动态调控，还受到其他RLCK相关蛋白的动态调控。对RLCK相关成分和底物的分析表明，磷酸化是RKs介导信号转导的主要机制。

Introduction

对植物受体激酶的概述

跨膜信号在植物生命的几乎所有方面都是至关重要的。定位于细胞表面的受体感知细胞外不同的信号分子，包括蛋白质/多肽、RNAs、典型的植物激素、活性氧(ROS)、糖、核苷酸、多糖和离子。一旦感知到这些分子，这些受体就会将信号传递到细胞质，最终调节新陈代谢和细胞活动。对这些信号分子的感知使陆地植物能够对环境中的生物和非生物胁迫作出反应，从而与有益微生物建立共生关系，激活免疫反应以抵御植物病原微生物，并适应非生物胁迫。跨膜信号还能使细胞-细胞间的通讯准确控制开花植物高度复杂的受精过程，在某些被子植物中建立自交不亲和，维持茎和根的顶端分生组织，促进细胞分化和细胞生长。

在动物中，跨膜受体包括离子通道连接受体、酪氨酸受体激酶(RTKs)、Toll样受体(TLRs)和G蛋白偶联受体。在植物中，定位在细胞表面受体主要由受体样激酶(RLKs)和受体样蛋白(RLPs)组成。RLKs包含一个负责配体结合的可变的胞外域、一个单通道跨膜域、一个胞内近膜域和一个胞质激酶域。植物中的RLKs属于同一蛋白激酶，如同动物中的Pelle家族激酶，Pelle家族激酶成员包括IRAKs(INTERLEUKIN RECEPTOR-ASSOCIATED KINASEs)。拟南芥和水稻基因组分别包含∼610和∼1,100 RLKs，占每个物种编码基因的∼2%。约75%的拟南芥RLKs同时包含跨膜结构域和胞外结构域。RLPs包含一个胞外域和一个跨膜域或一个糖基磷脂酰肌醇锚定域，但缺乏激酶域;相反，它们被认为与RLKs一起介导跨膜信号。拟南芥有170个左右RLPs，水稻中有90个左右RLPs ， 愈来愈多的RLKs和RLPs家族成员被认为是细胞表面定位的受体，控制着大量的生物过程。然而，并不是所有的RLKs和RLPs都是受体;有些在受体复合物中作为共受体、支架蛋白或其他成分。被确认为是受体的RLKs被称为受体激酶(RKs)。

有趣的是，RLK超家族中有很大一部分具有胞质激酶结构域，但缺乏胞外结构域。这些成员被称为受体样胞质激酶(RLCKs)。拟南芥和水稻分别有149个和379个RLCKs。根据序列同源性，拟南芥和水稻RLCKs被分为17个亚组，分别称为RLCK-II和RLCK-IV-RLCK-XIX。大多数RLCK只含有一个Ser/Thr激酶结构域，而其他结构域则包括LRR、EGF、WD40或跨膜结构域。

本文综述了RLCKs在植物不同过程中的作用。我们的目的是讨论RLCKs和RKs之间的关系，并通过研究RLCKs来突出RK介导的信号机制。

参与受体激酶调节的生物过程的RLCKs

植物RKs与动物RTKs在结构组织和激活方式上具有高度的相似性。RKs和RTKs都具有高度可变的胞外结构域用于配体结合、单通道跨膜结构域和胞质激酶结构域，这两个结构域都需要配体诱导的寡聚化来激活。此外，RKs和RTKs丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基可被磷酸化，并且RKs和RTKs均可通过内吞作用或泛素化使得在激活后变得不那么敏感。RK和RTK 介导的下游信号通路也相似，如MAPK级联的激活和NADPH氧化酶介导的ROS产生。

尽管有上述相似之处，RK和RTK介导的跨膜信号在进化上是独立的，并使用不同的机制激活下游事件。配体诱导的RTKs的二聚作用允许特定基序中酪氨酸残基上的激酶结构域的自磷酸化来招募和激活下游信号原件，下游信号原件包括SH2结构域(Src同源物2)和磷酸酪氨酸结合结构域(PTB)。SH2和PTB结构域主要包括Src,磷脂酶Cγ,适配器蛋白质。植物RKs是否使用了类似的机制尚不清楚，其区别又有多大我们也不知道。

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BIK1(BOTRYTIS INDUCED KINASE1):一种重要的蛋白激酶，它传递来自多个受体的信号并激活防御反应。

BSK1(BR SIGNALING KINASEs):传递来自BRI1的信号来调节植物生长的一类蛋白质家族。

最近的研究表明RLCKs在RK介导的信号转导中起关键作用(图1)。与这一概念相一致，许多RLCK通过N端豆蔻酰化或棕榈酰化定位于细胞膜上。RLCKs与RKs/RLPs在调节植物先天免疫、适应非生物胁迫、激素信号、有性生殖、气孔模式、维持茎和根分生组织、维管组织分化、花瓣脱落等发育过程中协同发挥作用。例如，BIK1及相关的RLCKs和几个RKs直接互作来调节免疫响应。RLCK-XII亚家族的BSKs(BR SIGNALING KINASEs)与BRI1(BRASSINOSTEROID INSENSITIVE1，一种LRR-RK)直接互作，BRI1是BR的主要受体，来调节拟南芥的BR信号。拟南芥RLCK-VIII成员MARIS(MRI)在两对密切相关的肽激素受体(ANX1、ANX2和BUPS1(BUDDHA’S PAPER SEALl)、BUPS2)下游发挥功能来控制花粉管的完整性。芸薹属MLPK(M-LOCUS PROTEIN KINASE)是一种RLCK，它与雌性决定子 SRK (S-LOCUS B-LECTIN RECEPTOR KINASE)相互作用来调节自交不亲和性。表1总结了报告功能的RLCKs。RLCKs不仅通过磷酸化多种下游成分来调控RK和RLP介导的信号转导，还通过调节受体复合物的活性来调控RK和RLP介导的信号转导。此外，RLCKs的活性和稳定性都受到严格的调控。

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RLCKs在植物RK介导的信号转导中的作用类似于Src和IRAKs在动物RTK和TLR介导的信号转导中的作用(图1)。然而，对RK介导的免疫信号、BR信号和气孔模式通路的分析揭示了植物跨膜信号的独特机制。在这篇综述中，我们强调了我们目前对RLCKs调控植物生物学的作用和调控机制的理解，讨论了参与这些过程的RLCKs之间的异同，并进行了比较。

RLCKs在植物免疫中是中心参与者

虽然植物没有专门的免疫细胞或适应性免疫系统，但它们确实拥有一个与动物先天免疫系统高度相似的免疫系统，该系统依赖于细胞表面和细胞质免疫受体。越来越多的RKs和RLPs已被证明是模式识别受体(PRRs)，PRRs监测质外体的免疫原性分子模式，这些来自微生物或植物的PAMPs在病原体感染过程中被特异性释放。对这些PAMPs的感知触发了一系列免疫信号，如短暂钙内流，ROS的产生，MAPKs和钙依赖性蛋白激酶的激活(CPKs)及转录重编程，并最终达到限制病原菌侵染的目的。成功入侵的病原菌还在寄主植物的质外体或细胞质中部署多种效应蛋白，以协助感染和定植。现在已经确定，许多这些效应子是通过逃避宿主识别或阻断免疫信号来发挥功能的。为了对抗效应子介导的致病机制，植物进化出胞内免疫受体，这是一种富含核苷酸结合亮氨酸的重复胞内受体(NLRs)，以检测细胞质效应活动和触发强大的免疫反应。

多种PRR下游的免疫信号

BRI1(BRASSINO STEROID INSENSITIVE1):调节植物生长的一类类固醇激素的受体。

ANX1/2(ANXUR1):一对感知RALFs的密切相关受体;调节花粉管生长。

NLRs(Nucleotide-binding leucine-rich repeat domain–containing receptors):由植物和动物共有的一类胞质免疫受体。

SERKs(SOMATIC EMBRYOGENESIS RECEPTOR KINASEs):蛋白质的一个小家族，包括BAK1这种常见的共受体。

flg22：细菌鞭毛蛋白中N端22个氨基酸，在多种细菌中是保守的；flg22被FLS2感知。

BAK1(BRI1-ASSOCIATED KINASE1):一类常见的共受体，与多个受体联合起来感知外部信号。

FLS2(FLAGELLIN SENSING2):感知细菌鞭毛蛋白的植物受体。

CERK1(CHITIN ELICITOR RECEPTOR KINASE1):

一种常见的识别来自微生物的寡聚糖的共受体，配体包括几丁质和肽聚糖。

PBL(PBS1-LIKE):与BIK1相关的一个蛋白质家族。

植物基因组编码了大量的PRRs，根据胞外域序列可将其分为不同的类别，其中最大的胞外域携带富含亮氨酸的重复(LRR)胞外域。PRRs中的LRR-RK和LRR-RLP识别来自植物或病原菌的肽类表位，而胞外结构域是赖氨酸基序(LysM)的RKs和RLPs识别chitin或肽聚糖。此外，S-lectin RKs可识别细胞外核苷酸和细菌脂多糖。无论胞外域类型如何，感知到配体后，PRRs被组装复合物参与动态调节。所有包含LRR胞外域的PRRs需要SERKs家族成员，SERKs是一小类LRR-RLKs的共受体，而LRR-RLP PRRs需要一个额外的LRR-RLK共受体，SOBIR1(SUPPRESSOR OF BIR1-1)，也被称为EVR(EVERSHED)。SOBIR1和LRR-RLPs组成型的发生互作，被认为形成双边RKs，这种模型在感知到配体后招募SERKs。与RTKs一样，感知配体后导致受体和共受体的二聚或寡聚，这被认为是将细胞质激酶结构域带入近端转磷酸酶化所必需的。例如，拟南芥LRR-RKs FLS2和EFR(EF-Tu的受体)结合来自细菌鞭毛蛋白(flg22)和EF-Tu (elf18)的表位来招募SERK家族成员BAK1/SERK3，从而形成活性受体复合物。同样，拟南芥一对密切相关LRR-RKs PEPR1和PEPR2结合Peps并招募BAK1形成一个活跃的受体复合物。拟南芥的LysM-RK LYK5(LYSINE MOTIF RECEPTOR KINASE5)和水稻LysM-RLP CEBiP都与几丁质结合并募集共受体CERK1， CERK1是一类LysM-RLK。几丁质与LYK5或CEBiP结合，导致其与CERK1发生二聚化，这是免疫激活所必需的。

RLCK-VII家族成员BIK1最初被证明是抵抗真菌病害灰霉病菌所必需的;然而，BIK1和这个RLCK家族的其他成员如何参与免疫信号还不清楚。随后的研究表明，BIK1及其关系最近的同源基因PBL1 (PBS1-LIKE1)，直接与FLS2相互作用，是FLS2介导的防御所必需的。在bik1 pbl1双突变体中flg22诱导各种防卫反应都减少，包括钙内流减少、ROS爆发减少、肌动蛋白丝捆绑减少、胼胝体沉积减少、气孔关闭减少和种子生长抑制的减少。不仅FLS2需要BIK1和PBL1介导免疫信号，其他PRRs也需要，包括LYK5、PEPR1、PEPR2和EFR。BIK1和PBL1与PEPR1的相互作用对乙烯诱导的抗病性尤其重要，因为已知乙烯在不同的病原菌侵染时积累，并诱导ProPep基因的表达，ProPep编码了Pep的前体。TPK1b(TOMATO PROTEIN KINASE1b)，番茄中的一类RLCK-VII家族成员，也能介导乙烯诱导的响应和对灰霉病菌、烟草天蛾的抗性。在水稻中的一类RLCKs包括OsRLCK185,OsRLCK176，介导了PTI反应(表1)。

与BIK1和PBL1在多种PTI中的重要作用相一致的是，丁香假单胞菌效应蛋白AvrPphB和野油菜黄单胞菌效应蛋白AvrAC靶向BIK1和PBL1从而抑制PTI反应。特别是，靶向BIK1需要AvrAC的毒性功能，因为AvrAC(一类尿苷酸水解酶)水解了BIK1激活环中保守的磷酸化位点，从而抑制了BIK1激酶活性和PRR介导的免疫反应。

RLCK-VII家族共有46个成员，其中许多可能也参与了PRR介导的免疫信号。虽然在植物中转入AvrAC和AvrPphB(可靶向多个RLCK-VII成员)严重损害了PTI、但对RLCK-VII家族的单个成员进行突变只是略微降低了免疫力。这些观察表明，多个RLCK-VII成员在PRRs下游功能冗余。事实上，关系相近的RLCK-VII成员 PCRK1(PATTERN-TRIGGERED IMMUNITY COMPROMISEDRECEPTOR-LIKE CYTOPLASMIC KINASE1)和PCRK2在FLS2下游起调节水杨酸积累的作用，水杨酸是一种重要的防御激素。pcrk1 pcrk2双突变体中破坏了病原菌诱导的一些防卫基因表达，如SARD1(SAR DEFICIENT1)、 CBP60g(CAM-BINDING PROTEIN 60-LIKE G)和 ICS1(ISOCHORISMATE SYNTHASE1)，并且破坏了对丁香假单胞菌的抗性。SARD1和CBP60g是控制ICS1表达的主要转录因子，ICS1编码一种负责水杨酸合成的酶。与BIK1一样，PCRK1和PCRK2与FLS2相互作用，flg22处理触发PCRK2磷酸化。同样，辣椒中RLCK-VII成员CaPIK1(PATHOGENINDUCED PROTEIN KINASE 1)参与野油菜黄单胞菌诱导的水杨酸积累。

参与PRR介导的免疫信号转导的RLCKs并不局限于RLCK-VII家族。RLCK-XII成员BSK1(BR SIGNALING KINASE1)也与FLS2相互作用，是flg22触发的ROS产生所必需的。在面对环切绿假丝菌和丁香假单胞菌侵染时，BSK1的突变导致游离水杨酸水平降低，抗病性降低。考虑到FLS2是细菌鞭毛蛋白的PRR，它不太可能有助于抵抗真菌病害，而不同的PRR被认为通过类似的机制触发免疫反应，BSK1也许在真菌PRRs(如LYK5，CERK1)下游发挥作用，但这种可能性需要被证实。

虽然RLCKs对RK介导的免疫信号转导有明显的重要作用，但它们在RLP型PRRs下游免疫信号转导中的作用仍不清楚。考虑到这些RLPs与诸如SOBIR1这样的RLKs共同作用，一些RLCKs可能会在RLP介导的免疫信号中与这些RLKs联系起来。事实上，番茄RLCK ACIK1(AVR9/CF-9 INDUCED KINASE1)在LRR-RLP介导抗叶霉病(Cf4、Cf9)抗性中起作用，尽管在Cf4/9受体复合物中是否存在ACIK1仍不清楚。

感知病原菌效应子的胞内sensor

由于历史原因，在20世纪90年代，NLR介导的ETI的研究比PTI受到了更大的关注，因此导致了抗性(R)基因的克隆，现在知道R基因通常是编码的NLRs。出乎意料的是，第一个被分离出来的介导ETI的基因是番茄RLCK Pto，该基因因其对携带效应蛋白AvrPto的丁香假单胞菌有抗性而得名。一个典型的NLR，Prf(PTO RESISTANCE AND FENTHION SENSITIVITY)也被认为是Avrpto触发免疫所必需的。随后的分析表明，Prf与Pto相互作用，而Pto与AvrPto物理相互作用，使得使Prf能够间接检测AvrPto 。有趣的是，Prf也对携带截短AvrPtoB的丁香假单胞菌产生抗性，这是与Pto无关的。这种识别需要Fen(FENTHION SENSITIVITY)，与Pto高度相似的RLCK。因此，在Prf介导的免疫中，Pto和Fen作为效应子的sensors，而不是信号的transducers。

除Pto和Fen外，其他几种RLCKs也能感知效应子并激活NLR介导免疫。拟南芥NLR蛋白RPS5(RESISTANCE TO PSEUDOMONAS SYRINGAE5)对携带效应蛋白AvrPphB的丁香假单胞菌产生抗性，AvrPphB是一种半胱氨酸蛋白酶，可裂解与RPS5相关的RLCK-VII成员PBS1。PBS1的裂解导致构象改变，从而导致RPS5的激活和免疫反应。丁香假单胞菌的效应子HopAI1直接靶向MAP激酶(MPKs)从而阻断植物免疫。NLR蛋白 SUMM2(SUPPRESSOR OF MKK1 MKK2)通过间接检测MPK4失活与否来触发免疫。最近的一项研究表明，RLCK-IV成员(CALMODULIN-BINDING RECEPTOR-LIKE CYTOPLASMIC KINASE3)与SUMM2相互作用，并被MPK4磷酸化，揭示SUMM2可监测CALMODULIN-BINDING RECEPTOR-LIKE CYTOPLASMIC KINASE3的磷酸化状态，从而间接感知HopAI1。

与拟南芥NLR蛋白ZAR1(HOPZ-ACTIVATED RESISTANCE1)联系的多种蛋白ZRKs(ZAR1-ASSOCIATED KINASEs)，包括ZED1(HOPZ-ETI-DEFICIENT1)、ZRK3和RKS1(RESISTANCE RELATED KINASE1)，都属于RLCK XII亚家族。前面提到的每一个ZRKs都充当了一个独特的感知病原菌的sensor并触发依赖ZAR1的免疫反应。因此ZAR1- ZED1和ZAR1-ZRK3复合物对携带HopZ1a和HopF2效应子的丁香假单胞菌具有抗性，而ZAR1-RKS1对携带AvrAC的野油菜黄单胞菌产生抗性。这些发现非常关键地说明了不同的RLCKs如何作为不同病原菌效应子的sensor来扩展单个NLR的识别范围。ZED1和ZRK3可能分别是HopZ1a和HopF2的直接sensor。有趣的是，AvrAC触发的免疫还需要PBL2(一个RLCK-VII成员)。PBL2激活环上的保守磷酸化位点的尿苷化作用导致PBL2被募集到预先形成的ZAR1-RKS1复合物并激活免疫。这里，RKS1充当适配器，而PBL2充当AvrAC的传感器。两种RLCKs参与效应子的识别可能进一步扩大了NLR蛋白的识别范围。

并不是所有的NLR相关的RLCK都能作为效应子的直接传感器。拟南芥NLR RPM1(RESISTANCE TO PSEUDOMONAS SYRINGAE PV MACULICOLA1)通过监测RIN4(RPM1-INTERACTING4)的磷酸化状态来识别丁香假单胞菌的效应子AvrB。虽然AvrB本身似乎不具有激酶活性，但它在RLCK-VII成员 RIPK(RPM1-INDUCED PROTEIN KINASE) 存在的情况下，诱导了RIN4 Thr166的磷酸化从而激发了RPM1介导的免疫。因此，RIPK作为传感器蛋白RIN4的特异性修饰剂，帮助RPM1识别AvrB。

上述观察结果表明，RLCKs常被用作病原菌效应子的传感器或修饰传感器来调节NLR介导的免疫，这就揭示了RLCKs在宿主-病原菌共同进化过程中具有独特的重要性。植物RLCKs及其相关蛋白是病原菌效应子常见致病靶点。这推动了共同进化，导致许多NLRs与RLCKs的联合起来间接地监测效应子的活性。事实上,AvrPto ，AvrPtoB，AvrPphB和AvrAC都抑制PTI，并且依赖它们的毒性靶向PRRs或RLCKs的激酶域。

RLCK在植物生长、发育和繁殖中的作用

在植物生长发育、决定细胞命运和繁殖过程中，短距离和长距离的通讯对不同细胞和器官之间的协调至关重要。典型的植物激素BR和多种多样的小肽信号被RKs感知，对植物生物学具有深远的意义。植物编码超过1000种潜在的分泌肽，其中越来越多的被发现作为调节多种生物功能的肽激素。虽然RKs和RLPs感知这些信号的机制已经建立，但是这些受体如何将细胞外的信号转化为复杂的细胞和生理反应仍然知之甚少。在一些情况下，RLCKs参与了RK介导的植物生长、发育和繁殖的调控，这表明RLCKs是跨膜信号中常用的信号模块。

有性生殖

FER(FERONIA):几类RALFs的受体，调节植物中的多种生物学过程

RALFs(RAPID ALKALINIZATION FACTORs):一种引起细胞外碱化并调节植物体内多种生物过程的肽激素。

在被子植物中，成功的有性繁殖是由一个复杂的受精过程(称为双受精)控制的，在这个过程中，一个雌配子体与两个雄配子结合。当花粉粒落在柱头上并萌发时，就形成一个花粉管，花粉管穿透花柱，向雌配子体方向生长。花粉管的尖端准确地进入胚珠，在那里它爆裂释放两个精子。在这个过程中，雌配子体产生信号，主动吸引和引导花粉管的生长。现在我们知道花粉管引导是由来源卵细胞的、富含半胱氨酸的信号肽控制的，如玉米中的EA1(EGG APPARATUS 1)和拟南芥的LUREs。对与LURE感知有关的成分进行了研究，发现了两个关系密切的RLCK-VII成员LIP1(LOST IN POLLEN TUBE GUIDANCE1)和LIP2，LIP1和LIP2都在LURE1诱导的花粉管生长中发挥作用。lip1 lip2双突变体表现出花粉管导向的部分缺失，这表明还有其他的RLCKs也参与其中。因为它们缺少胞外域，所以假定LIP1和LIP2与受体协同作用，促进信号转导。最近，两个独立的小组鉴定出PRKs(POLLEN-SPECIFIC RECEPTOR-LIKE KINASEs)，MDIS1(MALE DISCOVERER1)和MIKs(MDIS1-INTERACTING RECEPTOR-LIKE KINASEs),可能是LURE1的受体。LIP1和LIP2是否以及如何在上述受体的下游调节花粉管生长仍有待阐明。

除了引导花粉管生长外，花粉管的完整性在到达胚珠之前和到达胚珠之后也受到严格的调控。CrRLK1L(长春花类RLK1)的亚家族RLKs，包括THESEUS1,FER(FERONIA),ANX1,ANX2,BUPS1和BUPS2，其特征是在其胞外域内具有类似malectin的结构域，被认为是细胞壁完整性的sensor。近年来的研究表明，它们是一种被称为RALFs(RAPID ALKALINIZATION FACTORs)的肽激素受体。ANX1、ANX2、BUPS1、BUPS2是从花粉衍生的RALF4和RALF19的花粉管受体。这种感知可以防止早破，保证花粉管的生长。有趣的是，卵细胞来源的RALF34可以与RALF4和RALF19竞争结合这些受体，导致花粉管破裂。一项独立的研究表明，LRXs(LEUCINE-RICH REPEAT EXTENSIN)也在感知RALF4、RALF19和控制花粉管生长方面发挥作用。正向遗传筛选鉴定了MRI(MARIS)，一个RLCK-VIII成员，作为anx1和anx2的抑制子。在anx1 anx2双突变体，MRI激活环上240位的Arg突变成Cys恢复了花粉管生长缺陷，而MRI丧失功能的突变体与anx1 anx2突变体的表型相似。这些结果表明，MRI作用于ANX-BUPS受体复合物的下游以防止花粉管破裂，而R240C的替代则组成型激活MRI并防止花粉管破裂。花粉管的感知需要FER，但其机制尚不清楚。考虑到FER是多种RALFs的受体，FER通过感知来自花粉管的RALFs来感知花粉管似乎是合理的。

某些被子植物通过部署自交不亲和系统来排斥自花授粉，从而积极地促进异花授粉。在芸苔属植物中，识别自交不亲和主要由来自花粉表面富半胱氨酸肽段 SP11(S-LOCUS PROTEIN 11)和柱头的SRK(S-LOCUS B-LECTIN RECEPTOR KINASE)。SLG(S-LOCUS GLYCOPROTEIN)与SRK胞外结构域具有相似性，是自交不亲和所必需的。SRK与SLG形成复合物来感知SP11并介导自交不亲和信号。一种E3连接酶ARC1 (ARM REPEAT CONTAINING 1)与SRK相互作用，正向调节自交不亲和性。ARC1被提出用于泛素化和降解胞外亚基EXO70家族蛋白A1和其他可能的不亲和因子来促进不亲和。RLCK MLPK是自交不亲和性的正调节因子。MLPK与SRK和ARC相互作用，SRK和MLPK都可以磷酸化ARC。因此，ARC和MLPK被认为是SRK受体下游的主要信号转导子。MLPK和ARC调节自交不亲和的精确机制尚不清楚。

细胞分化

YODA(YDA):一种MAPKKK，调节植物细胞中保卫细胞的发育。

细胞分化使植物产生具有特殊功能的不同细胞类型、组织和器官。信号肽和RKs/RLPs在决定多样的细胞类型中起重要作用。例如,TDR/PXY(LRR-RKTDIFRECEPTOR/PHLOEMINTERCALATED WITH XYLEM)感知TDIF(TRACHEARY ELEMENTS DIFFERENTIATION INHIBITORY FACTOR)来控制原形成层细胞向导管细胞分化。受体复合体包括LRR-RK ERECTA ，SERKs和TMM(LRR-RLP TOO MANY MOUTH)来感知分泌富含半胱氨酸肽段的EPF和EPFL成员来调节气孔类型，这通过一系列非对称细胞的分化来实现。同样，小的富含半胱氨酸的肽端ESF1(EMBRYO SURROUNDING FACTOR1)控制受精卵细胞不对称分裂所定义的胚胎模式，产生一个大的基底细胞和一个小的顶端细胞;这些进一步分裂分别产生胚和胚柄。虽然尚未发现ESF1肽的相应受体，但最近的一项研究表明LRR-RLK ZYGOTIC ARREST1是胚胎发生早期所必需的。

在拟南芥中，胚胎模式和气孔模式共享有MAP3K-YODA (YDA)，MAP2Ks-MKK4和MKK5，MAPKs MPK3和MPK6组成的MAPK级联。MAPK级联对胚胎模式有正向调节作用，对气孔模式有负向调节作用。YDA的缺失使基底子细胞无法分化为胚柄细胞，增加了气孔密度。mpk3 mpk6双突变体是胚胎致死的，表明MPK3和MPK6是胚胎模式形成的关键。SSP(SHORT SUSPENSOR)是一种RLCK-XII成员，在YDA上游起调节胚胎模式的作用。SSP转录本在精子细胞中产生，但在受精卵和胚乳中被翻译。ssp功能缺失突变体的在胚胎模式的表型 与yda突变体相似。有趣的是，SSP在叶表皮的异位表达与YDA过度活跃引起的气孔模式表型相似，提示SSP或SSP类的RLCKs在ER受体复合体下游起调节YDA的作用。

BR信号

如上所述，BRs是一类重要的植物激素，调节包括根生长、开花、细胞伸长、衰老和应激反应在内的一系列过程。拟南芥LRR-RK蛋白BRI1是BRs的主要受体，bri1突变体对BR不敏感，表现出严重的生长缺陷，包括矮化和延迟开花。遗传、生化和结构研究证实BAK1和SERK1是BR感知的共受体。在BR感知过程中，BRI1和BAK1/SERK1相互作用并经交互磷酸化形成一个活跃的受体复合物。

随后的遗传筛选和生化研究揭示了BR信号中的关键成分包括三个RLCK-XII成员，即BSK1、BSK2和BSK3;RLCK-VII成员，CDG1(CONSTITUTIVE DIFFERENTIAL GROWTH1);蛋白磷酸酶BSU1(BRI-SUPPRESSOR1);GSK3 / BIN2(BR-INSENSITIVE2;和两个同源转录激活物BZR1(BRASSINAZOLE-RESISTANT1)和BES1(BRI1-EMS-SUPPRESSOR1)。CDG1、BSKs分别与BRI1相互作用，在BR信号中起转导作用。虽然对单个BSKs的初始反向遗传分析表明BSKs在BR信号转导中发挥的作用相对较小，但随后对高阶bsk突变体的研究支持BSKs在BR信号转导中共同发挥重要作用。目前的模型提出了一条从BR感知到控制BR响应基因转录水平的线性路径(219)。在没有BR的情况下，BIN2通过磷酸化BZR1和BES1来抑制BR响应基因的表达。感知BR后，BRI1磷酸化CDG1的Ser423从而激活CDG1, CDG1再磷酸化BSU1。磷酸化激活BSU1, BSU1再解除BIN2的磷酸化，导致抑制BR响应基因的表达。在BRI1磷酸化后，BSKs也与之相互作用并激活BSU1 。然而，其他研究表明拟南芥BSKs是不活跃的激酶。BSKs调控BR信号的确切机制有待进一步研究。

小肽信号调节生长和发育

除了在花粉管感知中起作用外，FER还调节许多其他生物过程，包括幼苗生长、根毛生长、激素和应激反应以及免疫。RALFs激活FER会导致H+-ATPase AHA2的磷酸化和失活，从而抑制质子运输，诱导细胞外碱化，抑制根毛生长。最近的一项研究表明，RLCK-VII成员 RIPK是RALF1信号转导和FER下游功能所必需的，调节初级根生长和根毛生长。有趣的是，在RALF处理过程中，RIPK和FER相互作用，并相互磷酸化，提示RIPK调节了FER的活性。RLCK MRI控制花粉管完整性，也参与了FER调控的根毛生长，因为mri 丧失功能突变体显示出根毛生长上的缺陷，而过表达MRIR^240C突变体部分恢复了fer突变体在根毛生长中的缺陷。

脱落是植物脱落无用器官的程序化发育过程。一系列的遗传和生化研究表明，拟南芥花器官的脱落是由一条信号通路所控制的，这条信号通络包括一个分泌肽 IDA(INFLORESCENCE DEFICIENT IN ABSCISSION);两个密切相关的LRR-RKs,HAE(HAESA)和HSL2(HAESA- like 2);由未知的MAP3K、MAP2Ks MKK4和MKK5、以及MPKs MPK3和MPK6组成的MAPK级联。HAE和HSL2是IDA的受体，它们依赖于SERKs作为共受体来发挥功能。IDA可迅速触发HAE和SERKs之间的相互作用和交互磷酸化。NEV (NEVERSHED)，一种ADP-核糖基化因子GTP酶激活蛋白，在筛选花脱落缺陷突变体中被鉴定。NEV定位于跨高尔基网络和核内体，可能调节囊泡运输。对nev抑制子的正向遗传筛选鉴定了花器官脱落负向调节因子SOBIR1/EVR和RLCK-VII成员CST(CAST AWAY)。重要的是，CST分别与HAE、SOBIR1/EVR互作，提示CST连接RKs下游信号。

RLCKs在非生物胁迫中的作用

适应包括高温、低温、干旱和盐碱在内的非生物胁迫对植物在恶劣环境中的生存至关重要。虽然RLKs在非生物胁迫中的作用不如在免疫、繁殖和发育方面的阐述的详细，但在最近的遗传学和转录组学研究中发现了RLKs在植物应对各种非生物胁迫中起着重要的作用。细胞表面定位的受体不太可能直接感知温度、干旱或离子稳态，【这句话过时了，19年发现质膜上的盐受体，20年发现过氧化氢受体，都是同一个通讯作者】相反，RLKs可能会感知到由非生物胁迫产生的次级信号分子或感知参与调节改变气孔形态或维管结构的适应性反应。例如，拟南芥LRR-RLK RPK1(RECEPTOR-LIKE KINASE1)参与ABA感知，参与ABA诱导的衰老，而LRR-RLK GHR1(GUARD CELL HYDROGEN PEROXIDERESISTANT1)参与ABA、过氧化氢诱导的气孔关闭。此外，一些富含半胱氨酸的RLKs (CRKs)也被认为与ROS和产生和感知有关，CRKs是植物面对非生物胁迫的响应所必需的。

多种证据表明，RLCKs在植物适应非生物胁迫中起着重要的作用。在376个水稻RLCKs中，有86个在冷、盐和干旱条件下有差异表达。类似地，拟南芥RLCK CALMODULIN-BINDING RECEPTOR-LIKE CYTOPLASMIC KINASE1在冷、盐、H2O2和ABA等多种胁迫条件下，被诱导表达。Esi47，拟南芥 PCRK1在小麦草中的同系物在盐胁迫和ABA胁迫下被高度诱导。在水稻中，RLCK253被鉴定为SAP1(STRESS-ASSOCIATEDPROTEIN 1)的一种互作蛋白，SAP1是一种A20/AN1的锌指域蛋白，具有非生物胁迫抗性。OsRLCK253在质膜、核膜和细胞核与SAP1及其同源物SAP11相互作用。在拟南芥中，过表达OsRLCK253通过一种未知的机制增强了对盐和干旱胁迫的耐受性。在干旱和正常水分条件下，水稻RLCK GUDK(GROWTH UNDER DROUGHT KINASE)对粮食产量至关重要。gudk突变体在盐胁迫、渗透胁迫和ABA条件下表现出产量损失。体外试验表明，GUDK与OsAP37相互作用并使其磷酸化，OsAP37是一种与耐旱性有关的转录因子。GsRLCK是野生大豆中的RLCK，受盐、碱、干旱和ABA高诱导表达。在拟南芥过表达GsRLCK导致对干旱和盐胁迫的耐受性增强。

最近的一份报告显示，CRPK1(COLD-RESPONSIVE PROTEIN KINASE1)与质膜相关，负调控耐冷性。经过冷处理后，CRPK1磷酸化14-3-3蛋白，后者转位进入细胞核，破坏CBFs(COLD-RESPONSIVE C-REPEAT-BINDING FACTORs)的稳定性，这些因子是促进耐冷性的关键转录因子。这一激动人心的发现表明，细胞表面受体可以直接或间接地感知低温，然后通过CRPK1调节下游信号。

大多数报道的RLCKs如何调节非生物胁迫仍然未知，但拟南芥的ARCK1(ABA- AND OSMOTIC STRESS-INDUCIBLE RECEPTOR-LIKE CYTOPLASMIC KINASE1)与CRK36相互作用，调控对渗透和ABA胁迫的反应。arck1突变体和CRK36 RNAi转基因株系对渗透胁迫和ABA胁迫均表现出较低的耐受性。进一步的研究表明，CRK36磷酸化ARCK1并调节下游的应激反应基因。其他胁迫调节的RLCKs是否与RLKs在适应非生物胁迫中有类似的联系还有待证实。

由RLCK介导的潜在信号调节机制

最近在RLCKs分析方面的进展，特别是那些与免疫相关RKs的进展，阐明了这类重要的信号蛋白调控跨膜信号的机制。现在很明显，RLCKs被募集到受体或共受体的激酶域，通过磷酸化来调节下游的成分。新的证据表明，RLCKs调控常见的信号节点，如ROS的产生和MAPK级联，并且在激酶活性和稳定性上受到复杂的调控。RLCK底物的鉴定和特征揭示了植物跨膜信号转导的生化基础。

XLGs(EXTRA-LARGE GTP-BINDING PROTEINs):异源三聚体G蛋白的非经典Gα亚基,包含N末端的一个扩展。

PUB25和PUB26(PLANT U-BOX25):植物中一对密切相关的E3连接酶,催化蛋白质泛素化.

RLCKs在受体复合物中的调节

现有证据表明，目前研究的大多数植物RLCKs在静息状态下与RKs相互作用。配体激活受体后，RLCKs被磷酸化并与RKs解离。BRI1-BSK/CDG1和FLS2-BIK1/PBL的相互作用都是如此。一个例外是RIPK和FER之间的相互作用，而这种作用是由RALF1诱导的，并使FER和RIPK之间能够进行交叉磷酸化，这表明RIPK在FER受体复合物的激活形式中发挥了作用。BIK1/PBLs和FLS2的联系可能促进了FLS2-BAK1受体复合物的磷酸化和激活，因为它展示了BIK1和BAK1在体外能互相磷酸化。

RKs或共受体的磷酸化对RLCK介导的信号转导至关重要。例如，BAK1磷酸化BIK1的Tyr243和Tyr250位点，这些磷酸化位点是BIK1行使免疫功能所必需的。同样，BRI1磷酸化BSK1的Ser230位点和CDG1的Ser44、Ser47和Ser234位点。至少CDG1中的磷酸化位点促进了BR信号转导。这些结果表明从受体复合物到RLCKs的磷酸化是植物跨膜信号传导的主要机制，而与动物中c-Src激酶被招募到磷酸化RTKs发生变构激活不一样。

最近的研究表明，BIK1/PBLs是PTI信号的限速成分，在激活前和激活后都受到活性和稳定性的动态调控(图2)。在拟南芥中通过酵母双杂交筛选鉴定到EFR互作蛋白，PP2C38，是PTI的负调控因子。进一步分析表明，PP2C38还与FLS2和BIK1相互作用，在静息状态下，PP2C38对BIK1脱磷酸化使BIK1处于非激活状态。经flg22或elf18处理后，PP2C38的Ser77位点被磷酸化，从BIK1中解离，激活BIK1在FLS2或EFR受体复合物。

此外，BIK1还受泛素-蛋白酶体途径的调控。正向筛选bak1-5突变体的抑制子(BAK1的等位基因，在免疫信号中被严重破坏)鉴定到了CPK28 (CALCIUM-DEPENDENT PROTEIN KINASE28)负调节免疫，可能通过磷酸化促进静息状态的BIK1依赖蛋白酶体途径的降解,。cpk28突变体过度积累BIK1，并在flg22或elf18处理后表现出极度活跃的免疫反应。一些研究表明,拟南芥异源三聚体G蛋白，包含两个非经典的Gα蛋白XLG2(EXTRA-LARGE GTP-BINDING PROTEIN2)和XLG3;一个Gβ蛋白质,AGB1;两个Gγ蛋白质,AGG1and AGG2--被flg22或chitin激活后，正调节免疫反应。最近的更多分析表明，这些G蛋白与FLS2-BIK1复合物相互作用，促进静息状态下BIK1蛋白的积累，可能通过抑制蛋白酶体依赖途径的降解。

F2 BIK1.png

最近的一项研究揭示了控制BIK1稳态的详细机制。BIK1是一对密切相关的植物泛素E3连接酶(PUB25和PUB26)的底物。PUB25和PUB26促进非激活状态BIK1的降解，而不是激活状态BIK1的降解(激活状态的BIK1激活环上被磷酸化)。重要的是，CPK28、上述提到的G蛋白、PUB25和PUB26共同形成一个调控模块来控制BIK1的稳态。在静息状态下，G蛋白可能通过空间位阻直接抑制PUB25和PUB26的E3连接酶活性，从而稳定BIK1。感知到flg22后，CPK28通过一种未知的机制被进一步激活，并磷酸化PUB25的Thr94，磷酸化PUB26的Thr95，从而增强了PUB25和PUB26的E3连接酶活性，加速了未激活的BIK1的降解。这耗尽了来自FLS2-BAK1的BIK1，可以防止活跃状态的BIK1过度积累并阻止了HR反应。然而，激活的BIK1是受PUB25和PUB26介导的泛素化降解机制所保护的，使其能磷酸化下游目标。综上所述，这些研究突出了一个以BIK1为中心的多层调控机制，用于严格和动态地控制免疫信号的输出。

免疫信号中的钙离子流动

RBOHs(RESPIRATORY BURST HOMOLOGs):与动物NADPH氧化酶同源且密切相关的植物蛋白。

钙离子是真核细胞众多信号转导事件中重要的次级信使。PRRs模式识别触发了钙从质外体到细胞质的快速而短暂的内流。药理学研究已经将这种钙震荡置于其他免疫信号事件的上游，包括CPK激活、ROS爆发和MAPK激活。胞质钙浓度升高可激活多个CPK，其中CPK4、CPK5、CPK6和CPK11是PTI中触发防卫基因表达所必需的。高阶cpk突变体显示flg22诱导的ROS爆发减少、防御基因表达和抵抗细菌侵染。尽管它们具有基本的重要性，但被MAMPs激活的钙通道的识别仍然是难以捉摸的。

Li等人利用基于水通道蛋白的报告显示，在bik1突变体中，由flg22引发的钙震荡中严重减少，并且破坏了flg22诱导的CPK5磷酸化。正向遗传筛选发现了多个pbl1突变等位基因，这些突变体中由elicitors(包括flg22、elf18和Pep1，但不包括chitin)刺激的钙震荡严重受损。bik1 pbl1双突变体由elicitors触发的钙震荡进一步减少，说明BIK1和PBL1在FLS2、EFR、PEPR1和PEPR2下游钙通道的调控中起关键作用。我们很容易推测，BIK1和PBL1直接或间接地调节尚未被鉴定的钙通道来协调免疫信号。当几丁质作用于bik1 pbl1幼苗时，其正常的钙电流为激活CERK1下游的钙通道提供了一种可能性。

活性氧

ROS是另一类重要的信号分子，是在正常发育过程中以及面对不同的环境因素下产生的。在高等植物中，与动物NADPH氧化酶同源的RBOHs家族在质外体ROS的产生中起着至关重要的作用。其中，RBOHD是模式识别后产生质外体 H₂O₂的主要亚型。RBOHD介导的ROS产生在气孔防御、肌动蛋白捆绑和细胞壁胼胝质沉积中起着至关重要的作用。依赖于RBOH的ROS也作为主要的信号分子参与调控植物的生长发育。在初生根生长、根毛生长和花粉管完整性的调节过程中，多个RBOHs作用于FER、ANX1和ANX2的下游。这些发现提示依赖RBOH产生的ROS是多种生物过程中RK/RLK介导的信号转导中的共同节点。

早期的研究证实，通过RBOHC在新生根毛细胞中产生局部ROS对根毛发育至关重要。同样，RBOHH和ROBHJ是花粉管顶端产生活性氧所必需的，并且能够防止花粉过早破裂。目前已知根中的FER通过RhoGTPases调节RBOH依赖的ROS以控制根毛发育，而ANX1和ANX2通过作用于RBOHH和ROBHJ上游来控制花粉破裂。这可能与动物RTKs下游的小GTPase Rac变构激活NADPH氧化酶有关。最近的一份报告表明，ANX1和ANX2介导的ROS信号调节涉及RLCK MRI。组成性激活的MRI^R240C不仅在anx1 anx2双突中，而且在rbobH rbobJ双突中也恢复了花粉破裂表型，这表明MRI在依赖RBOH的ROS的下游起调节花粉破裂的作用。与这一假设一致，MRI与OXI1(OXIDATIVE SIGNAL INDUCIBLE1)相互作用，OXI1是一种介导ROS信号的蛋白激酶。然而，功能缺失的mri突变体和表达MRI^R240C的植物在根或花粉管中是否显示ROS产生的改变仍有待检验。在根毛发育过程中，胞质游离钙的生成是根毛伸长的关键，根毛端细胞中RBOHC介导的ROS的产生是胞质钙分布所必需的，这表明在根毛发育过程中ROS作用于钙信号的上游。在根毛中MRI对于产生细胞质钙电流是否是必须的仍然是不知道。

在PRR介导的免疫信号中，依赖RBOH的ROS的调节得到了更好的研究。利用蛋白质pull-down及结合质谱分析，研究人员确定RBOHD是一种与BIK1、FLS2和EFR相互作用的蛋白。进一步的生化分析表明，BIK1直接磷酸化RBOHD中的特定位点，而不依赖于细胞质钙离子和CPK5的增加，这种磷酸化作用是FLS2和EFR下游产生ROS和对丁香假单胞菌的气孔免疫所必需的。重要的是，依赖于BIK1的RBOHD磷酸化位点是RBOHD激活所必需的，但不足以激活RBOHD，因为RBOHD的N端受其它的一些因素调节，如钙离子结合、磷脂酸结合，CPK5介导的磷酸化，而这些因素是RBOHD激活所必需的。因此，BIK1介导的RBOHD磷酸化被认为是使RBOHD处于准备状态，而完全激活RBOHD则进一步受到其他输入信号的调控。

除了BIK1和PBL1，其他的RLCKs，包括PCRK1、PCRK2和BSK1，正向或负向调节flg22触发的ROS产生。特别是BSK1似乎不具有激酶活性，这就提出了一个问题：它如何调节RBOHD活性。水稻中的OsRLCK57、OsRLCK107、OsRLCK118和OsRLCK176与OsCREK1互作来调节几丁质和肽聚糖诱导的ROS产生。OsBSR1又名OsRLCK278，是几丁质诱导的ROS产生和防御基因表达所必需的。最近的一份报告显示，番茄RLCK-VIII的一个成员，PTO-INTERACTIN 1 (PTI1)，是flg22诱导的ROS产生所必需的并能对丁香假单胞菌产生抗性。这些结果表明，RLCK介导的RBOHs调控可能是单双子叶植物中的保守机制。有趣的是，拟南芥PBL13通过直接与RBOHD相互作用负调控flg22诱导的ROS的爆发。PBL13是否磷酸化RBOHD不同位点，是否干扰BIK1介导的磷酸化，是否通过其他机制调节RBOHD活性仍有待阐明。

最近的一项研究表明,Gα蛋白XLG2可以直接与RBOHD互作。通过对flg22的感知，BIK1磷酸化XLG2的N端，而这一磷酸化作用是在不依赖于BIK1稳定性的情况下产生适宜的ROS所必需的，这表明磷酸化的XLG2正向调节RBOHD。水稻RhoGTPase RAC1也促进了RBOH介导的CERK1下游ROS的产生，因此，拟南芥中的XLG2和水稻中的RAC1对RBOHs的调节与根毛发育过程中ROP介导的RBOH的调控相似。

MAPK级联

F3 RK,RLCK,MAPK.png

MAPK级联代表动植物中另一个信号跨膜信号关键模块(图3)。动物中，磷酸化的RTKs间接招募一个类称为SOS的鸟嘌呤核苷酸交换因子激活RAS-GTPases,而后者招募MAP3K Raf到质膜上,这对Raf和MAPK级联的激活是足够的。动物TLRs的免疫激活也激活MAPK级联。TLR5的激活通过适配器蛋白MyD88来招募IRAKs。IRAKs进一步招募E3连接酶TRAF6，催化联系Lys63多泛素化作用于其目标，包括TAB2和TAB3。TAB2和TAB3进一步调节MAP3K蛋白-TAK1来激活JNK和p38 MAPK级联从而控制转录重编程。然而，植物RKs对MAPK级联的激活似乎更为直接。新的证据表明，植物RLCKs直接激活了RKs下游的MAP3Ks。

RLCK SSP是通过作用于YDA上游来激活MAPK级联反应。最近的一项研究表明，SSP直接与YDA相互作用，这增加了SSP通过磷酸化激活YDA和MAPK级联的可能性(图3)。虽然ESF受体仍然未知，但最近的一项研究表明LRR-RLK ZYGOTIC ARREST1在体外直接与SSP相互作用。这一发现表明SSP联系受体复合物到MAPK级联，该复合物可能同时含有一种未知的受体和ZYGOTIC ARREST1。

感知不同的免疫原性模式激活两个保守的MAPK级联。一个级联包括MAP3k-MEKK1、MAP2Ks-MKK1和MKK2，以及MAPK MPK4。另一个级联包括未知的MAP3K, MAP2Ks-MKK4和MKK5，以及MAPKs-MPK3和MPK6。第二个级联的MAP3K的身份仍然存在争议。似乎需要RLCK-VII成员来激活MAPK(图3)。在pcrk1 pcrk2双突变体中，flg22诱导的MPK激活略有减少，而在bik1 pbl1双突变体中，pep2诱导的MAPK激活略有减少。pcrk1 pcrk2和bik1 pbl1双突变体的弱表型提示调控MAPK级联中存在RLCK-VII成员的冗余。与这种可能一致的是，在拟南芥中过表达AvrAC(AvrAC可以抑制多种RLCKVII成员)显著破坏flg22诱导的MPK3、MPK4和MPK6的激活。

水稻中OsRLCK185和OsRLCK176通过与OsCERK1相互作用介导几丁质和肽聚糖诱导的MAPK激活。OsRLCK185在拟南芥的同源基因PBL27正调控几丁质触发的MAPK激活。最近的一项研究表明MAP3K--MAPKKK5是几丁质诱导的MPK3和MPK6活化所特别需要的。据报道，CERK1磷酸化PBL27, PBL27在体外磷酸化MAPKKK5的C末端，这种磷酸化是否是由几丁质所诱导尚且不清楚。虽然这项研究提供了RLCK直接将PRR与MAPK级联联系起来的证据，但所报道的机制是否是一个特例，是否在植物对不同模式的响应中具有广泛的意义，仍有待证明。矛盾的是，PBL27和MAPKKK5在flg22诱导的MAPK的过程中都发挥了负面作用。最近，BSK1被报道与MAPKKK5相互作用并使其磷酸化Ser289位点来调节免疫。这种磷酸化如何激活MAPK级联尚不清楚。

RLCK介导的信号特殊性

跨膜信号传导的一个关键问题是如何感知不同的胞外配体导致不同的胞质信号输出。信号输出的特异性由RK的激酶结构域决定。在大多数报道中，不同的RKs和RLKs主要使用不同的RLCKs来发挥作用(图1)，这表明不同的RLCKs调节不同的下游靶点。

在某些情况下，一个RLCK能与不同的RKs结合以调节不同的细胞过程(图4). BIK1与FLS2和BRI1相互作用。而FLS2-BIK1相互作用正向调节免疫，BRI1-BIK1相互作用负向调节BR介导的生长。有趣的是，BIK1也负调控根毛生长。这就提出了一种可能性，即BIK1还受到RALFs或其他信号分子的调控。除了BIK1, BSK1还与BRI1和FLS2相互作用。而BRI与BSKs的相互作用来调节生长，FLS2-BSK1的相互通正调节免疫反应。MRI在ANX1和ANX2介导的花粉管完整性控制和FER介导的根毛生长调控中的作用是第三个例子，其中RLCK通过与不同的RLK复合物结合来调控不同的生物学过程。总之，这些结果表明RLCK的信号输出是由上游的RK复合物决定的。

不同的RKs决定RLCK信号输出的机理仍然未知。BR处理后，BIK1可以被BRI1磷酸化，其方式与flg22诱导的FLS2-BAK1复合物的磷酸化相似。但是，BR诱导的BIK1磷酸化并没有引起免疫应答，说明BIK1能够辨析不同的信号输入，产生不同的信号输出。已经证明，BR诱导的BIK1磷酸化是由BRI1赋予的，与BAK1无关，而flg22诱导的BIK1磷酸化则需要BAK1。因此，BIK1中不同的磷酸化模式可能导致不同的信号输出(图4)。另外，RK复合物中其他信号组分的成分可能在决定信号的特异性方面发挥作用。事实上，FLS2和BRI1定位于质膜上不同的簇，这表明不同的受体复合物可能存在于不同的环境中有助于信号特异性。

F4 BR.png

结论和展望

RKs是植物适应环境、繁殖、生长和发育的关键。虽然关于RKs如何感知其配体和下游细胞的变化已经有了大量的了解，但直到最近，我们对细胞外信号如何从RKs传导到下游信号元件的了解还不够。新出现的证据表明，采用RLCKs作为连接RKs与下游信号输出的通用信令节点。RLCKs在调节免疫信号、有性繁殖、生长和发育方面起着重要作用，这一点现在已经得到了充分的证实。越来越多的文献也支持这样的观点，即RLCKs是RKs下游的信号转导器，参与植物对非生物胁迫的适应。由于RK复合物经常共享相似的组织，例如采用SERKs和SOBIR1作为共受体，更多的RK通路有望涉及RLCKs作为信号元件。

目前的结果表明，感知到配体后，RKs磷酸化RLCKs来传递信号，并且RLCKs进一步磷酸化了主要的信号元件。PTI的研究表明，RLCKs的下游有复杂的信号通路分支。现有证据表明，RLCKs调节多个信号节点，包括MAPK级联，NADPH氧化酶，钙离子通道，和异三聚体G蛋白来协调各种免疫反应。此外，这些节点相互连接，如ROS和钙信号的相互调节所示。未来的研究有必要阐明RLCKs如何调节植物的生长、发育和应激反应。

我们对依赖RLCK传递信号的认识还存在许多空白。RLCKs功能分析的一个主要局限是它们功能的冗余性，如免疫中的BIK1/PBLs和BR信号中的BSKs。可能需要对高阶RLCK突变体、功能获得突变体或过表达研究进行系统的构建和分析，才能揭示它们的生物学功能。另一个挑战是RLCK底物的鉴定，在这方面遗传方法已经取得了有限的成功。随着蛋白质互作组和磷酸化蛋白组学研究的进展，我们应该能够解开这些重要激酶的底物的全貌，更好地理解植物的跨膜信号。

总结要点

1.RKs参与的跨膜信号转导是调控植物体内多种生物过程的重要途径，RLCKs是RK介导的信号转导的关键组成部分。对RLCKs的分析为解析RKs调控这些过程的机制提供了见解。

2.在感知到外界信号后RLCKs被RKs和共受体直接激活。此外，RLCKs的活性和稳定性还受到与受体复合物相关的蛋白(包括蛋白磷酸酶，E3连接酶、CPKs和异三聚体G蛋白)的动态调控。

3.对免疫信号的分析表明，RLCKs磷酸化下游分支的多种底物如NADPH氧化酶、异三聚体G蛋白、蛋白磷酸酶和MAPKKKs。

4.RLCK可以在不同的生物学过程中发挥作用，其特异性取决于与RLCK相联系的RK复合物。

5.RLCK在免疫上的研究的进展可能有助于我们理解其调节植物的生长、发育和非生物胁迫的机制。

后记

我发现写的太长的文章，自己都不一定有耐心看，下次要精简点，但经典的综述还是要细细研读。