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SUMO化修饰（Small Ubiquitin-related Modifier，SUMOylation）是一种将小泛素相关修饰物(SUMO)通过共价键与靶蛋白的赖氨酸残基相结合的蛋白翻译后修饰形式，该修饰可以调控蛋白的活性、稳定性、细胞内定位及蛋白间的相互作用。越来越多的证据表明，SUMO化修饰在动植物的免疫反应中起着关键的调控作用。在拟南芥的SUMOs家族中，SUMO1和SUMO2(SUMO1/2)负调控水杨酸依赖的抗病反应，而SUMO3通过直接修饰水杨酸信号通路下游的关键调控因子NPR1(Nonexpressor of pathogenesis-related(PR) genes1）正调控植物免疫反应。拟南芥SUMO E3连接酶SIZ1突变导致植株持续性免疫应答反应，造成植株矮化、SA过量积累及提高对细菌病原体丁香假单胞菌(Pseudomonassyringae pv.tomato，Pst) DC3000的抗性等表型。但目前尚不清楚SIZ1介导的SUMO1/2修饰调控植物免疫反应的分子机制。本研究以siz1-2为材料，鉴定出SIZ1介导的免疫信号途径中的SUMO化修饰底物并解析了SIZ1调控抗病反应的分子机制。 我们首先采用正向遗传学手段鉴定参与SIZ1调控的抗病信号通路中的重要因子。通过EMS诱变siz1-2并筛选可以抑制siz1-2矮化表型的抑制子(siz1-2suppressor, ssp)，从中我们鉴定了一个可以恢复siz1-2持续性免疫应答相关表型的抑制子ssp96-1。研究发现ssp96-1为隐性单基因突变造成。以siz1-2和ssp96-1杂交F2代群体中具有ssp96-1表型的分离植株为材料，进行基因组重测序。结合测序结果及基因互补实验，我们发现ssp96-1的表型是由于PAD4（Phytoalexindeficient4)基因突变造成的。此结果与SIZ1调控PAD4依赖的抗病信号通路的前期报道相吻合。 已有研究表明，较高的环境温度(28℃)通过抑制SNC1（属于TIR-NB-LRR类型R蛋白，在PAD4依赖的免疫信号途径上游起作用）由细胞质向细胞核的运输来抑制snc1-1的持续性免疫应答相关表型。有趣的是，我们发现较高的环境温度(28℃)同样抑制了siz1-2的持续性免疫应答相关表型，并且siz1-2中SNC1的蛋白水平较野生型增高。SNC1的功能缺失突变体snc1-11部分抑制siz1-2的持续性免疫应答相关表型，表明SIZ1部分通过依赖SNC1的途径调控植物免疫应答反应。进一步的遗传分析显示，siz1-2中SNC1蛋白水平的增高是由于其体内积累的高水平水杨酸反馈正调控SNC1的基因转录引起的。 先前的研究表明，SNC1激活免疫反应主要通过其具有转录抑制活性的互作蛋白TPR1(Topless-related1)及同源蛋白TPL和TPR4抑制免疫反应中两个负调控基因DND1(Defense no Death1)和DND2的转录来实现的。我们的研究发现，SIZ1可以与TPR1互作并介导其SUMO化修饰，K282和K721是TPR1发生SUMO化修饰的主要位点，这两个位点发生氨基酸取代后（赖氨酸突变为精氨酸）可极大的减弱TPR1的SUMO化修饰水平。SIZ1介导的SUMO化修饰不影响TPR1的基因转录水平及蛋白水平，也不影响TPR1的同/异源二聚体的形成。有趣的是，我们发现两个SUMO化修饰位点突变的TPR1(2KR)比TPR1具有更强的转录抑制活性。与此结果相符，在siz1-2中TPR1的两个靶基因DND1和DND2的转录水平明显降低，且tpr1可以明显抑制siz1-2的持续性免疫应答相关表型。除了TPR1，SIZ1还与TPLs家族内其它的同源蛋白互作，并且tpr1tpr4 tpl可以更大程度的抑制siz1-2的持续性免疫应答相关表型。综上所述，SIZ1介导的SUMO化修饰抑制了依赖SNC1-TPR1的免疫应答反应。 我们的研究表明，siz1-2的持续性免疫应答表型部分是由于此突变体中SIZ1介导的TPR1的SUMO化修饰受到抑制，从而增强TPR1的转录抑制活性造成的。而这种SUMO化修饰调控TPR1转录抑制活性的机制可能对于维持SNC1-TPR1复合物在非感染条件下的“静息状态”(resting-state)从而确保植物正常生长是必不可少的。