植物免疫系統和動物免疫系統的差別有哪些？

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終於看到本行的問題了～最近正在寫論文，正好可以很系統的來回答下。這個問題要是完整的寫下來完全是一篇學術綜述的規模。。答的有點學術，可能不夠好玩，沒耐心的可以去果殼找相關的文章讀讀。

首先，植物和動物的一大區別就是植物沒有完善的循環系統，所以沒法想動物那樣直接在血液中產生免疫反應。當然也有和動物免疫系統類似的系統性過敏反應，也有一定的「記憶功能」。植物免疫系統的基礎是植物的每一個細胞。

相對於動物的皮膚，植物表層的蠟質，氣孔也能起到防禦病原的作用。

植物主要需要對抗的病原分為細菌，真菌，卵菌還有病毒。

植物免疫系統有一篇06年發表在Nature上的被引用了1800次以上的綜述 (Jonathan D.G.Jones and Jeffery L.Dangl )，裡面把植物免疫系統描繪成一種Zigzag模型：

要描述這個模型必須先列一個辭彙表。。因為縮寫搞得太複雜了

PAMPs: Pathogen-associated molecular patterns,直接翻譯過來怎麼都不通，叫病原相關的分子模式，其實就是指病原分子上的非常保守的結構，比如目前研究最透徹的是細菌的鞭毛蛋白（因為涉及到細菌的運動所以非常保守，鞭毛的結構也是反進化論者的一大依據——如此複雜的結構不可能是由簡單的結構進化／演化而來）；還有一些細菌的保守結構比如Elonggation factor Tu。

PTI:PAMP-triggered immunity,翻譯過來更繞口，病原相關分子模式觸發的免疫，理解成鞭毛蛋白這種病原保守結構觸發的免疫就好了，從上圖中也可以看出，這隻植物免疫系統對抗病原的第一道防線。在植物里起到功能的蛋白主要是一種跨模的，含有LRR（富含亮氨酸重複）結構的激酶或者蛋白（Receptor-like kinase or Receptor-like protein）。這種蛋白會識別病原的PAMP並傳遞抗病的信號從而引起免疫反應。看下面這張圖，寫著PRR和BAKI就都是這種機制。

接著往下講，病原也不是吃素的啊，要是被第一道防線就全都擋住了那病原不就沒飯吃了。。所以病原也開發出一種機制去反制植物的PTI，大部分情況是通過一種分泌機制往植物內注射一種效應因子 (Effector)，這種效應因子會抑制植物PTI使病原能夠在植物細胞內繁殖。這個過程被稱為ETS。

植物為了反制病原的反制，又出現一套免疫系統。這就是ETI，接下來繼續進入名詞解釋時間。。。

ETI: Effector-triggered immune 效應因子觸發的免疫反應。

植物主要是通過一種NBS-LRR(nucleotide binding site-leucine rich repeat)基因來對抗病原Effector的，能夠被識別的Effector通常被人們成為病原無毒基因(Avr)。植物中這種NBS-LRR的基因佔到了已經克隆的100多個抗病基因中的80％。先放上這類基因的結構：

（Sarah M.Collier et al., 2009）

結構的細節就不展開了。。其實我們實驗室的主要工作就是研究這類抗病基因的進化的。

NBS-LRR基因可以識別病原無毒基因，從而引起一系列級聯反應，最終會產生HR反應，如下圖的「1」。HR反應就是植物在感病部位直接程序性細胞死亡，阻止病原的進一步擴散。

(Barbara Baker et al., 1997)

這個領域的內容太多了。。我上面提到的每一句話都是前人在大量實驗的基礎上得出來的，這裡實在沒法概括完全～還有什麼問題可以提出來，需要的話我在繼續補充。

Reference:

Baker et al. Signaling in plant-microbe interactions. Science (1997) vol. 276 (5313) pp. 726-33

Collier and Moffett. NB-LRRs work a 「bait and switch」 on pathogens. Trends in plant science (2009) vol. 14 (10) pp. 521-529

Jones and Dangl. The plant immune system. Nature (2006)

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補一張圖

植物抗病PTI和ETI系統和動物一些參與免疫機制蛋白結構上的相似之處，比如都具有LRR。。。還有相似的NBS結構But結構的相似根據目前的研究來看，並非說兩者具有共同的祖先，而是趨同進化造成的 (convergent evolution)。

個人覺得，植物是有免疫系統的。層次豐富，調控精確。當然和我們熟悉的動物的系統不太一樣。

首先從器官來說，植物沒有具體的免疫器官和免疫細胞（這個其實尚有爭議），但是免疫機理在細胞層面上和動物還是有很多相似的地方的。比如都靠表面抗原來識別抗體，通過激酶修飾引發下游聯級反應，引發細胞內基因表達改變，大量表達免疫活性物質，這個過程里動植物有一些表面的抗原有很高同源性的。另外如同第一個答案提到的PTI和ETI，個人理解就是類似於炎症反應和過敏反應。SA, JA, ET這些東西可以通過揮發和植物的葉脈這些輸送到植物各處，和動物循環系統也略有相似。

但是植物站著不動哇。也沒有T細胞B細胞啥的。對於動物來說後天獲得性免疫是比較精專的，見過敵人A，專殺敵人A，植物的獲得性免疫比較詭異，你讓它被蟲A吃，它可以獲得對ABCDE一系列其它東西的抗性。

植物的免疫系統還真沒考慮過.Google一下,現在應該研究的還不算很透徹. 不過我們連蝙蝠的免疫系統都沒摸清楚...植物的就更加遠了些...

植物有著高效而複雜的免疫系統。作用類似人體肌膚的厚厚的表皮細胞壁就是它們的第一道防線。如果病原體能夠穿越這道天然屏障，如通過傷口侵入細胞，病原體通常也會被植物細胞表面或內部的受體識別出來。富含亮氨酸重複單位（Leucine-rich repeat ，LRR)的受體激酶就是植物中最具代表性的病原體識別受體之一。這個受體激酶能夠識別細菌病原體一個維持細菌運動的叫做鞭毛蛋白的結構。

「許多細菌病原體的鞭毛蛋白上都有一個保守區，植物因而能夠通過受體激酶非常有效地識別出細菌病原體。」Sheen解釋說。鑒於動植物免疫系統的高度保守性和相似性，通過LRR受體，細菌鞭毛蛋白也能夠誘發哺乳動物的天然免疫應答。

附上引用地址: http://www.ebiotrade.com/newsf/2002-3/L200222820437.htm

糾正一下，植物沒有系統

第一次聽說植物免疫系統這個概念，瞬間腦洞變大

你好，能問下第二張圖片的參考文獻嗎，多謝~

植物不具備系統。