Research Progress on the Release, Degradation, Perception and Downstream Signaling Pathways of Plant Extracellular ATP

细胞外ATP (extracellular ATP, eATP) 作为一种胞外信号分子，在调控植物生长发育、介导生物与非生物胁迫响应中发挥重要功能。研究表明：eATP可以通过细胞损伤、胞吐作用、ABC转运蛋白 (ATP-binding cassette transporter) 及质膜腺嘌呤核苷酸转运蛋白1 (plasma membrane adenine nucleotide translocator 1, PM-ANT1) 等多条途径从胞内释放到胞外，并与质膜受体P2K1 (P2-type purinergic receptor kinase 1) 和P2K2 (P2-type purinergic receptor kinase 2) 结合，进而激活下游钙信号 (Ca2+)、活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 爆发、一氧化氮 (nitric oxide, NO) 产生，以及丝裂原活化蛋白激酶 (mitogen activated protein kinase, MAPK) 级联反应，调控植物生理应答。最新研究发现，叶锈病10号抗病位点类受体蛋白激酶样蛋白3 (leaf rust 10 disease-resistance locus receptor-like protein kinase-like 3, LRK10L3) 与油菜素类固醇不敏感相关受体激酶1 (brassinosteroid insensitive 1 associated kinase 1, BAK1) 可在质膜形成复合体，作为eATP感知新单元，进一步完善了eATP的识别机制。在eATP稳态调控方面，腺苷三磷酸双磷酸酶 (Apyrase, APY) 通过降解ATP，动态调节eATP浓度。本文系统整合了植物 eATP 的释放与降解机制，受体识别途径及下游信号组分，总结了eATP受体介导的信号通路调控植物胁迫响应与生长发育的机制，综述了该领域的最新研究进展，并对当前尚未解决的问题与未来研究方向提出了展望。