本文档为Yan Wang、Rory N. Pruitt、Thorsten Nürnberger 与 Yuanchao Wang四位作者发表于*Nature Reviews Microbiology*的综述文章《Evasion of plant immunity by microbial pathogens》。文章系统地探讨了植物病原微生物（包括病毒、细菌、真菌和卵菌）如何采用多种复杂策略来逃避植物的先天免疫系统，以成功侵染寄主植物。这篇综述整合了当前该领域的最新研究成果，旨在深化对植物-病原体相互作用分子机制的理解，并为开发可持续的作物抗病策略提供理论依据。
综述首先强调了植物与病原体相互作用的复杂性。植物生活在与复杂微生物群落的密切关联中，而病原微生物的侵染是导致作物减产和生态系统破坏的主要因素。为了抵御入侵，植物进化出了强大的两层先天免疫系统：由细胞表面的模式识别受体（Pattern Recognition Receptors, PRRs）感知保守的微生物相关分子模式（Microbe-Associated Molecular Patterns, MAMPs），从而触发的模式触发免疫（Pattern-Triggered Immunity, PTI）；以及由细胞内核苷酸结合寡聚化结构域样受体（NOD-like receptors, NLRs）感知病原体分泌到细胞内的效应蛋白（Effectors），从而触发的效应触发免疫（Effector-Triggered Immunity, ETI）。文章指出，尽管PTI和ETI最初被视为两条独立的通路，但最新研究表明它们在信号传导和防御输出上存在显著的相互增强与协同作用，共同构成了一个统一的、功能上相互依赖的植物免疫网络。
文章的核心部分以植物免疫反应的三个阶段为框架，详细阐述了病原微生物在每一阶段所采取的免疫逃避策略。
一、 逃避植物免疫识别 这是病原体成功定殖的第一步。为了逃避PRR介导的识别，病原体采取了极为多样的策略。这些策略的核心是干扰MAMPs的产生、释放、结构或感知。具体方式包括：通过基因突变使MAMPs（如细菌鞭毛蛋白的免疫原性表位flg22）的序列多样化，从而不被对应的PRR（如FLS2）识别；下调MAMPs（如鞭毛蛋白）的生物合成；分泌蛋白酶（如Pseudomonas syringae的ArpA）降解MAMP前体；通过翻译后修饰（如糖基化）阻止MAMP（如flg22）从聚合物中水解释放；分泌效应蛋白（如真菌Cladosporium fulvum的Avr4）在细胞壁中“屏蔽”MAMPs（如几丁质），使其免受植物几丁质酶的水解；分泌几丁质结合蛋白（如C. fulvum的Ec6）来“隔离”已释放的MAMPs，阻止其与植物受体结合；以及分泌多糖脱乙酰酶将几丁质寡聚体转化为免疫原性较弱的壳聚糖。此外，病原体还直接靶向PRRs本身，例如，P. syringae的效应蛋白HopU1通过干扰RNA结合蛋白GRP7来降低FLS2的转录本丰度，效应蛋白AvrPtoB则利用其E3泛素连接酶活性促进FLS2等PRR的泛素化降解。
为了逃避NLR介导的识别，病原体主要通过改变效应蛋白（即无毒力蛋白，Avirulence effectors）来逃避监测。这包括：通过基因缺失、移码突变、转座子插入或错义突变等方式使Avr基因失活或产生不被识别的蛋白变体；通过启动子区域重排、表观遗传修饰（如组蛋白甲基化）或小RNA介导的沉默来调控Avr基因的表达水平。另一个关键策略是分泌“上位性效应蛋白”（Epistatic effectors），这些效应蛋白能够结合并修饰其他Avr效应蛋白或植物NLR受体，从而抑制ETI的激活。例如，P. syringae的HopZ3通过乙酰化修饰AvrB3，干扰其被NLR受体RPM1识别。此外，许多NLRs通过监视被称为“守卫蛋白”（Guardees）或“诱饵蛋白”（Decoys）的植物宿主靶标蛋白来间接感知效应蛋白。病原体通过效应蛋白（如AvrRpt2）切割守卫蛋白（如RIN4），或分泌其他效应蛋白（如HopF2）抑制这种切割，从而精细地操纵这一监测系统，逃避免疫识别。
二、 操纵植物免疫信号传导 在成功侵染植物细胞后，病原体效应蛋白会靶向免疫信号通路的关键节点，以削弱宿主防御反应的强度与协调性。综述列举了多个层面的攻击策略。
颠覆免疫信号组分：多个病原体的效应蛋白直接靶向PTI信号通路的核心组分。例如，细菌效应蛋白AvrPto和AvrPtoB通过阻断PRR（如FLS2）与其共受体BAK1的复合体形成来抑制PTI。效应蛋白AvrAC通过尿苷酰化修饰受体样胞质激酶BIK1的保守磷酸化位点，阻止其激活。真菌效应蛋白Nis1则能同时阻断BAK1和BIK1的激酶活性。在ETI信号通路中，病原体则靶向NLRs的辅助蛋白或分子伴侣。例如，Ralstonia solanacearum的RipAC靶向并阻断NLR共伴侣蛋白SGT1的磷酸化；P. syringae的HopBF1通过磷酸化失活热休克蛋白HSP90，而HSP90对多种NLRs的正确折叠和稳定至关重要。
重编程宿主转录组：病原体通过分泌转录因子或抑制子来直接操纵宿主基因表达。例如，黄单胞菌属（Xanthomonas）的转录激活子样效应蛋白（Transcription activator-like effectors, TALEs）作为转录因子，直接激活植物中有利于感染的感病基因（如糖转运蛋白编码基因SWEETs）的表达。此外，效应蛋白可通过表观遗传调控（如P. sojae的Avh52通过促进组蛋白乙酰化以激活感病基因）、干扰选择性剪接（如P. infestans的SRE3结合剪接因子U1-70k）或靶向宿主转录调控因子（如Xanthomonas campestris的XopD隔离转录因子MYB30）等方式，全面重编程宿主的转录景观，抑制防御相关基因的表达。
重布线植物激素信号：植物激素如水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）和乙烯（ET）是防御信号的核心调节者。病原体通过干扰激素的生物合成、代谢、感知或信号通路间的交叉对话来瓦解宿主的协调防御。经典案例是P. syringae产生的冠菌素（Coronatine），它模拟JA的活性形式JA-Ile，激活JA信号通路，并利用JA与SA信号通路的拮抗作用，抑制SA介导的抗性。其他策略包括：分泌效应蛋白（如P. sojae的Avh238）降解乙烯合成关键酶ACS；分泌单加氧酶（如Magnaporthe oryzae的Abm）将JA羟化为活性较低的衍生物；以及分泌效应蛋白（如多种病原菌的Chorismate mutase）降解SA合成的前体物质。
三、 解除植物免疫输出 即使防御信号被激活，病原体仍能通过针对最终的防御执行阶段来确保自身生存和繁殖。
干扰细胞壁修饰：植物会通过沉积胼胝质、木质素等加固细胞壁。病原体分泌效应蛋白（如Ustilago maydis的Tin2）重定向木质素合成前体用于花青素合成，从而削弱细胞壁屏障。同时，病原体分泌大量细胞壁降解酶（如果胶酶、木葡聚糖酶）直接攻击细胞壁。植物则分泌蛋白酶抑制剂（如大豆的GIP1）来抑制这些酶。作为反击，病原体如P. sojae进化出了“诱饵效应蛋白”XLP1，它能以更高的亲和力结合GIP1，从而保护其真正的木葡聚糖酶XEG1免受抑制。
干扰植物水解酶：植物分泌多种蛋白酶到质外体以执行防御。病原体通过效应蛋白抑制这些蛋白酶的分泌（如P. sojae的Avh181抑制GIP1和P69b的分泌）、分泌蛋白酶抑制剂（如P. infestans的Epi1抑制番茄的枯草杆菌蛋白酶样蛋白酶P69b）、或分泌蛋白酶底物模拟物（如U. maydis的Pit2作为木瓜蛋白酶样半胱氨酸蛋白酶的抑制性底物）来中和宿主的蛋白酶防御系统。
解毒抗菌分子：植物会产生包括植保素、生物碱和活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）在内的多种抗菌化合物。病原体相应地分泌解毒酶，例如，真菌分泌番茄素酶（Tomatinase）将番茄中的抗菌化合物α-番茄碱转化为毒性较低的衍生物。为了应对ROS爆发，病原体采取的策略包括：分泌效应蛋白直接抑制宿主ROS产生酶（如M. oryzae的AvrPii抑制NADP-苹果酸酶）；分泌抗氧化酶（如Blumeria graminis的过氧化氢酶CatB）清除ROS；或通过效应蛋白（如P. sojae的CRN78）磷酸化并降解水通道蛋白PIP2;2来抑制ROS的细胞间运输。
利用宿主RNA沉默：RNA沉默是植物重要的抗病毒和抗病原机制，植物甚至能将小RNA传递至病原体内进行跨界基因沉默。作为反制，许多病原体编码RNA沉默抑制子，通过干扰Dicer-like蛋白加工、阻碍小RNA装载进入AGO复合体、或促进AGO蛋白降解等方式，阻断宿主的RNA沉默通路。
调节植物微生物群：植物相关的有益微生物群有助于增强系统抗性。研究发现，病原体也能通过分泌具有抗菌活性的效应蛋白（如Verticillium dahliae的Ave1和Amp2）来改变根际或宿主内部的微生物群落组成，清除有益竞争者，从而为自己创造更有利的定殖环境。
文章在结论与展望部分指出，对病原体免疫逃避机制的深入理解，是应对其快速进化、开发持久抗病策略的基础。当前的挑战在于，自然界中效应蛋白和植物抗性基因的多样性远未被完全发掘，且效应蛋白在侵染过程中如何协同作用尚不清楚。未来研究需要利用高通量技术（如泛基因组分析）来解析免疫受体和核心信号组分的全貌，并探索植物-微生物-微生物三者间复杂的互作网络。在应用层面，文章提出了几种有前景的策略：通过叠加多个免疫受体基因（基因聚合）来降低病原体逃避全部识别的概率；利用对PTI与ETI相互增强机制的理解，将PRR与NLR基因叠加使用；通过蛋白质工程改造NLR受体或守卫/诱饵蛋白，以扩展其识别谱或干扰效应蛋白的功能；以及通过基因编辑使感病基因（如SWEETs）的启动子不再被病原体效应蛋白（如TALEs）识别，从而获得广谱抗性。
总而言之，这篇综述系统性地总结了微生物病原体逃避植物免疫的分子机制全景图，突出了植物-病原体军备竞赛的复杂性与动态性，不仅为植物免疫学和分子植物病理学领域的科研人员提供了全面的知识更新和未来研究方向，也为设计下一代基于遗传工程的、更智能和持久的作物抗病方案奠定了坚实的理论基础。