植物免疫系统.docx

植物免疫系统许多与植物有关的微生物是妨害植物生长和繁殖的病原物（pathogen）。植物使用两个分支的先天（innate）免疫系统对感染进行应答。第一分支对包括非病原物在内的许多常见种类的微生物的分子（molecule)进行识别和响应。第二分支对病原物毒性因子做出应答；这种应答要么是直接的，要么是通过他们对寄主的作用。在生物（biological）王国中，植物免疫系统和它所响应的病原物分子，提供了洞悉分子识别、细胞生物学和进化论的独特的机会。对植物免疫功能的详细了解将巩固（underpin）对粮食作物，纤维作物和生产生物燃料的作物的改良。介绍 植物病原物使用各种各样的生活策略。病原细菌（pathogenic bacteria）通过气孔或水孔（各自的水孔和排水器）进入或通过伤口进入植物体后，在细胞间隙(intercellular)的空间质外体(apoplast)繁殖（proliferate）。线虫（nematode）和蚜虫（aphid）通过直接插入一根口针（stylet）到植物细胞里面来喂养自己。真菌能够直接进入植物表皮（epidermal）的细胞，或者将菌丝（hyphae）伸展在植物细胞之间。引起疾病的（pathogenic） 和共生的（symbiotic）真菌和卵菌能够将吸器（haustoria）套进质膜的内部。吸器质膜（haustorial plasma membrane），细胞外基质（extracellular matrix），和宿主细胞的质膜形成一个亲密的（intimate）界面（interface）。在这里，互作的结果被决定。各种各样的病原物都发出效应分子（毒性因子）到植物细胞内，来使微生物生活得更健康。 植物，不像哺乳动物（mammal），缺乏可移动的护卫细胞和植物体（somatic）的可适应的免疫系统。作为替代，他们依靠每个细胞的先天免疫和从感染区放出(emanate)的系统信号（systemic signal）。我们以前综述了野生植物的抗病蛋白的差异、抗病位点的多态性（polymorphism）、作物在这些方面的不足和抗性蛋白被激活（activation）后的细胞(cellular)应答的组件(suite)。我们推测（hypothesize）许多植物抗性蛋白可能是间接地被病原物编码效应（pathogen-encoded effector）激活，而不是被直接识别。后卫假说暗示抗性蛋白通过监控寄主细胞的效应器的活动的完整来间接识别病原物效应器。抗性蛋白识别的被病原物感染的修饰特性（pathogen-induced modified self）的观念与在哺乳动物免疫系统的危险信号模型中的修饰特性的识别是类似的。目前，植物免疫系统有两个基本的分支是清楚的。一个分支使用横跨膜的（transmembrane）模式识别感受器（prrs）。它慢慢对与微生物有关的或与病原菌想联系的分子模式(mamps or pamps)做出响应，如鞭毛蛋白(flagellin)等。第二分支主要在细胞内活动，使用由大多数抗性基因编码（encode）的多形态的(polymorphic)nb-lrr 蛋白产物。他们以独特的核苷酸连接（nucleotide binding）和丰富的亮氨酸重复（leucine rich repeat）区域来命名。nb-lrr蛋白与动物的caterpiller/nod/nlr蛋白和stand 腺苷三磷酸酶有广泛的联系。nb-lrr蛋白从多样的环境中识别出病原物感受器，并且激活类似的防卫反应。由nb-lrr调节的抗病性对那些只能生长在寄主组织（必要的活体营养（biotroph）或活体营养的（hemibiotrophic）病原物是高效的，但是对那些在繁殖阶段（colonization）杀死寄主组织的病原物（坏死营养型(necrotrophs)）不能抵抗。我们目前对植物免疫系统的认识可以用一个四个阶段的z字形的（zigzag）模型来呈现，其中,我们介绍几个重要的缩写(abbreviation)。在第一阶段，pamps (or mamps) 被prrs识别，引起能够中止病原物进一步繁殖的由pamp触发的免疫（pamp-triggered immunity pti）。在第二阶段，成功活下来的病原物利用产生病原物毒性的效应器。这些效应器能够干扰（interfere with）pti。这将导致由效应器触发的感染（effector-triggered susceptibility (ets)）。在第三阶段，某个特定的效应器被一种nb-lrr蛋白特异性识别（specifically recognized），引起由效应器触发的免疫（effector-triggered immunity (eti)）。对效应器的识别可能是间接的，也可能是通过 nb-lrr直接识别。eti是一个加速的放大的pti效应，产生抗病性，并且通常导致在感染区的过敏的细胞死亡（hypersensitive cell death response (hr)）。在第四阶段，自然选择驱使病原物避开eti，要么去除被识别的效应器基因，要么使被识别的效应器基因多样化，要么获得另外的能够抵制eti的效应器。自然选择产生新的抗性，结果eti又能被再次触发。下文中，我们依次综述了每个阶段，更新了对于护卫假说的实验的确认（validation），分析了理解和控制（manipulate）植物免疫系统的进一步的挑战。我们不会讨论以小为基础的主动攻击病毒的植物免疫系统和植物对食草动物的主动回应。,图一：字形的模型从数量上说明了植物免疫系统的结果在这个体系中，抗病性或感病性的原始的幅度是与pti etseti相称的。在第一阶段,植物通过模式识别感受器（prrs）查明有关微生物或病原物的分子模式(mamps/pamps, microbial/pathogen-associated molecular patterns ， 红色方块)，触发pti（ pamp-triggered immunity），在第二阶段，存活的病原物发出能够干涉pti的效应器，或者使病原物能够获取营养并且分散开，产生由感受器激发的感病性（effector-triggered susceptibility (ets)）。在第三阶段，一个感受器（用红色标示）被一个nb-lrr蛋白识别，激活感受器触发的免疫（effector-triggeredimmunity (eti)），一个常常通过一个触发过敏性细胞死亡（ hypersensitive cell death (hr)）的临界值（threshold）的扩大的pti的版本。在第四阶段，失去红色效应器的孤立的病原物被选择出来，或许他们通过水平基因流（horizontal gene flow 绿色的）获得了能够帮助病原物抵制eti的新的效应器。选择有利于形成识别那些新获得的效应器的新的植物nb-lrr基因片段，产生新的eti。. 微生物模式和植物模式识别 我们定义那些被有毒的微生物激活的易感（susceptible）寄主的抗病性作为基础（basal）抗病性。因此，基础抗病性给我们的第一印象是：pti减去ets的作用；然而，也有可能弱的eti是被弱的效应器的识别激发的，详细的叙述如下。因此，最精确的基础抗病性的定义是：pti+弱eti-ets。pti的激发子（elicitor）的原型（archetypal）是细菌的鞭毛蛋白，它在各种各样的植物中激发防卫反应。在植物中鞭毛的运动性对于细菌的致病性是重要的。从一个受保护的鞭毛蛋白区域合成的22肽对于诱导许多细胞的反应是有效的，包括快速转录诱导（transcriptional induction）的至少1100个拟南芥（arabidopsis thaliana）基因（以下拟南芥）。一个基因屏幕使用那个22肽定义了一个与22肽结合的拟南芥lrr受体的激酶（kinase）fls2（参考15）。 fls2 和哺乳动物（mammalian）的tlr5识别不同的鞭毛区域。随着一个受体介导的（receptor-mediated）可能有监管功能（regulatory function）的内吞（endocytic）过程的刺激，fls2被内在化。fls2突变体显示出对致病的植物病原丁香假单胞菌的喷剂的使用有更高的敏感性。 番茄dc3000(ptodc3000)，不能注射渗入到叶外质外体，显示fls2 在早期活动抵抗病原物的入侵。细菌的冷休克蛋白和伸长因子(ef-tu)（elongation factor tu）激活对flg22的类似的防御反应。ef-tu被拟南芥的lrr激酶（命名为efr）识别。erf突变体（mutant）支持更高级别的农杆菌介导的瞬时转化（transient transformation with agrobacterium），意味着pti 通常可能限制农杆菌致病（agrobacterium pathogenicity）。用一个保守的ef-tu 肽段处理诱导一个基因的表达，设置地和被flg22诱导（induce）的几乎相同（identical）。相反的，efr的转录是被flg22诱导的。因此，mamps/pamps的反应集中于有限数目的信号转导途径（signalling pathway），并且引起构成pti的一系列结果。值得注意的是，被nb-lrr功能需要的基因突变对早期的flg22反应没有作用。因此，nb-lrr依赖的信号和mamp/pamp介导（mediate）的信号需要部分不同的组件。 能够诱导pti的分子不会轻易地被表达它的微生物所抛弃。然而，在拟南芥中，不同来源十字花科黑腐病菌株（xanthomonas campestris pv.campestris strains）的鞭毛蛋白（flagellin）在触发fls2介导的pti效果是不同的，并且，源于农杆菌（agrobacterium tumefaciens） 或苜蓿根瘤菌（sinorhizobium meliloti）的鞭毛蛋白没有丁香假单胞菌的鞭毛蛋白活跃。在诱导pti时，拟南芥中的pto dc3000的ef-tu没有土壤农杆菌中的 ef-tu活跃。在一个物种中，pamp反应（responsiveness）也存在有限的变化。在fles2中，拟南芥加入物ws_0（arabidopsis accessionws-0）带有一个点突变（point mutation），使它无法响应flg22.事实上，单独的一个物种只能识别潜在的pamps的一部分。pamps和prrs都不是不变的，他们都是遵循自然选择的。因为农杆菌提取物在一个fls2 efr-1双突变（double mutant）上诱导pti，所以另外的mamps/pamps和相应的prrs一定存在。其他的lrr蛋白激酶可能诱导另外的prrs，他们的转录通过参与相关的prrs来刺激。在拟南芥col-1基因组中，有超过200个的lrr-激酶。其中的28种被诱导within 30 min of flg22 treatment。fls2 和efr是一个非典型激酶家族（atypical kinase family）中的可能有特殊免疫系统功能的一部分。在lrr胞外域，也存在56个类似拟南芥受体的编码1型跨膜蛋白相关的蛋白，但是在细胞内激酶域没有。通过提升响应到其他微生物模式，mamp/pamp诱导可能促进进一步的防卫反应。病原物对pti成功的抑制作为病原物，使用它的效应器，它要取得什么呢？一些效应器可能发挥结构上的功能，例如，在真菌和卵菌感染过程中，在吸器外基质中形成的。其他的可能促进营养物质的损失（nutrient leakage）和病原体的散播（pathogen dispersal）。许多因素可能有助于抑制pti或eti的一个或多个部分。eti和pti参与作用的明确的机制依然是个问题，有些效应器可能是以eti而不是pti为目标的，反之亦然（vice-versa）。 植物病原细菌使用三型分泌系统，每个菌株发出15-30个效应器到寄主细胞中。病菌的效应器产生毒性，往往是通过模仿（mimicking）或抑制真核细胞的功能（eukaryotic cellular function）。一个致病的p. syringae菌株在ttss发生变异，不能发出任何3型效应器，在大豆中激发出了一个比相同基因的野生型菌株更快更强的重新转录。这个菌株，呈现出细菌的所有的mamps/pamps，象flg22一样，诱导出基本相同的基因转录。因此，任何成功存活下来的细菌病原物中的三型效应器对pti有高效的抑制，来保证成功的克隆。已经有优秀的综述讨论了被细菌的三型效应器作为靶标的细胞过程。我们只着重于新的例子。丁香假单胞菌的 hopm效应器至少以一个arf-gef蛋白为靶标，很可能与寄主细胞的囊泡运输有关。在丁香假单胞菌致病过程中，hopm多余的作用于无关的avre效应器表明对寄主囊泡运输过程的控制对于细胞的成功转录是重要的。avrpto 和avrptob是无关的三型效应器，他们可能通过抑制pti作用的早期步骤上游的mapkkk，来加强毒性。就像其他的三型效应器一样，avrptob是一个偶蛋白（bipartite protein），氨基端（amino terminus）有助于它的毒性。羧基端（carboxy terminu）可能有阻止寄主细胞死亡的功能。一个avrptob c 末端的的区域折叠成一个活跃的e3连接酶，表明它的功能涉及到寄主蛋白的降解（degradation）。yopj是耶尔森氏菌属的效应器，植物病原细菌avrrxv效应器家族的一份子，通过对一个蛋白的磷酸化调节的残基进行乙酰化抑制的激酶级联。许多另外的细菌的三型效应器蛋白家族已经被识别出来了，他们的靶标和功能有待明确。真核病原物的效应器非常难理解。真菌和卵菌的效应器可以在细胞外基质中活动，也可以在寄主细胞中活动，西红柿的rlps, cf-2, cf-4, cf-5 and cf-9只对枝孢叶霉菌产生的细胞外的效应器起作用。其他的真菌和卵菌效应器可能在寄主细胞内活动，它们被蛋白所识别。例如：与相应的拟南芥的位点匹配多样性的h. parasitica菌株相比较，从hyaloperonosporaparasitica得到的编码卵菌效应器 atr13的基因显示出广泛的等位基因多样性。在h. parasitica atr1和arabidopsis rpp1等位基因之间的差异也被观察到了。在从h. parasitica中分泌出来时，atr1和atr13携带了信号肽。它们相互共享，并且和马铃薯晚疫病菌avr3a蛋白（an rxlr motif）也能共享。这使疟原虫效应器能够进入哺乳动物寄主细胞里。这是符合卵菌和疟原虫（plasmodium）的分类学的接近。借助特殊的亚麻等位基因的l,m和p蛋白，亚麻杨栅锈菌的菌种lini表达的avr基因被识别。为了便于真菌的出来和在植物细胞中起作用，他们的吸器蛋白都带有信号肽。它们是如何被寄主细胞所接纳的还不清楚。然而，大麦白粉病(blumeria graminisf.sp. hordei)的avrk 和 avra10 蛋白，被nb-lrr大麦基因mlk和mla10所识别，既没有携带明显的信号肽，又没有rxlr motifs，却是blumeri和erysiphe物种的大基因家族的成员。卵菌和真菌的效应器是如何送到寄主细胞并且产生病原物毒性的过程还不知道。病原物模拟植物激素产生小分子的效应器。某些p syringae菌株产生一种叫冠菌素的茉莉酸，它能够模仿抑制水杨酸介导的防御机制来防御活体营养的病原物，并且诱导气孔的打开，帮助病原细菌进入外质体。pti涉及到对植物生长素反应的抑制，由一个小rna起部分调节（mediate）作用，它在脱落酸酸介导的应激反应（abscisic-acid-mediated stress response）中也有诱导（induce）作用。赤霉菌是由一种导致笨苗综合症的真菌病原物赤霉菌产生的，许多病原物产生的细胞分裂素能够促进病原物成功延缓（retardation）感病叶片的衰老。pti与常规的激素信号的互作和影响它的病原物的模仿，仅仅是阐明机制的开始。病原物效应器对寄主的直接和间接的识别使病原物能够战胜pti的效应器被一些特殊的抗病基因所识别。大多数抗性基因编码nb-lrr蛋白，大概有125个在拟南芥col-0基因组。如果一个效应器被相应的nb-lrr蛋白所识别，eti就接着发生。这个被识别的效应器就被称为无毒的蛋白。eti是pti的更快、更强的版本，它常常在hr中达到顶点。通常情况下，hr不会在被感染细胞区域外扩散，在某些互作过程中，它可能妨碍（retard）病原物的生长，尤其是涉及到那些有吸器的寄生物，但是对于eti， 这个过程并不是必需或总能观察到的。在大多数情况下，是什么阻止了病原物的生长还是不清楚的。触发nb-lrr介导的eti需要的信号过程现在知道的很少。nb-lrr蛋白可能在一个信号感受态被细胞基质中的热休克蛋白90和其他的伴性受体所折叠。lrrs似乎是作为负调节因子，它能够阻止不当的nb被激活。nb-lrr的活化涉及分子内的和分子间的分子构象变化，可能与相关动物apaf-1蛋白激活细胞程序性死亡的诱导接近机制类似。nb-lrr被激活在各响应路径间造成一个干扰网络，这些路径展开去部分区分活体营养的和腐生的病原物袭击。这是由水杨酸之间的平衡所维持的，它是一种抵制许多活体营养模式的局部的和系统的信号。它结合了茉莉酸和乙烯积累作为信号，能够促进对腐生型病原物的防御。其他的植物激素可能改变水杨酸、茉莉酸和乙烯之间的信号平衡。水杨酸合成或响应缺陷的拟南芥突变体的基本的防御和系统获得性的抗性受损。nb-lrr被激活在被感染区域和全身诱导有差异的依赖水杨酸或ros的反应。在感染区域的细胞周围，伴随eti的依赖nadph氧化酶的氧化反应抑制依赖水杨酸的细胞死亡。通过wrky和tga家族的转录因子，基因局部的和系统的表达的改变可以被调节。通过检测它们在寄主细胞上作用的结果，一些nb-lrr蛋白能够间接识别三型效应器，这符合护卫假说。这个假说的重要原则如下：（1）作为一个毒性因子的效应器有一个目标在它的寄主身上。（2）通过操纵或改变目标，效应器在感病寄主促成病原物的成功生长。（3）寄主细胞的效应器扰动产生一个病原物诱导的自我修饰的分子模式，它能够激活相应的nb-lrr蛋白，导致eti。这个模型的三个重要的被实验证据支持的推论如下：（1）多重效应器能够独立进化来处理相同的寄主细胞。（2）这能够促进多种与多重效应器的目标相关的nb-lrr蛋白的进化。（3）通过对不同的自我修饰的模式的识别可能激活这些nb-lrrs,通过（1）中的效应器的活动，这些模式产生于相同的寄主。r1n4，一个211个氨基酸构成的酰基化的质膜相关的蛋白，是一个由nb-lrr蛋白调控的三型效应器的寄主细胞的原始的例子。它由三个不同的细菌的效应器所控制，与两个拟南芥的nb-lrr蛋白有联系。avrrpm1和avrb是两个无关的三型效应器，诱导并影响r1n4的磷酸化。这种r1n4修饰预测具有激活rpm1 nb-lrr蛋白的作用。一个第三效应器，avrrpt2是一个半胱氨酸蛋白酶，在寄主细胞内被激活，通过在两个位置破坏，排出了rin4 。r1n4的分裂激活了rps2 nb-lrr蛋白。 rpm1和rps2的激活需要gpi锚定的ndr1蛋白和rin4和ndr1的互作。如果rin4是这三个效应器的唯一的目标，那么它的淘汰将消除增加弱病原物菌株的毒性的能力。然而，rin4的消除显示在感病植株中，它不是avrrpm1 或avrrpt2唯一的目标寄主。此外，avrrpt2能够切割体外的几个含有它的共识裂解位点的拟南芥蛋白。因此，任何效应器对毒性的贡献可能涉及到一些寄主目标的操纵和一些自生成分子的生成。然而，只有一个目标的扰动足够激活nb-lrr。rin4负调控rps2和rpm（也只有这两个nb-lrr蛋白）。但是，在rps2和rpm1缺失的情况下，rin1的功能是什么呢？在有rpm1和rps2的植物中，avrrpt2或avrrpm1（和其他可能的效应器）操纵rin4和可能相关的蛋白质或其他目标）来抑制pti。因此，植物使用nb-lrr蛋白来抵抗那些部署效应器来抑制pamp信号的病原物。另外的间接识别的例子被详细介绍在图二中，这些包括了细胞内的和细胞外的病原物诱导的自我修饰。并不是所有的nb-lrr识别都是间接的，这里有三个avr-nb-lrr直接互作的例子。亚麻l位点的等位基因编码在酵母中与相应的avrl蛋白互作的nb-lrr蛋白，提供了第一手的证据证明决定nb-lrr识别的效应器差异可能是完全与效应器和nb-lrr蛋白互作相关的。l和avrl蛋白都在多样化的选择下，直接进化的争论一直持续着。其他真菌和卵菌病原体效应器的等位基因多样性和它们相应的寄主nb-lrr蛋白就如同上面描述的那样，表明直接互作存在，虽然这还有待证实。在1.4到1.8亿年前，几十万被子植物植物物种的辐射演化可能伴随着许多病原物的独立进化，尤其是适应寄主的活体营养生物。 大多数植物抵抗大多数病原体的感染，这种情况被说成是非寄主的。这些非寄主的抗性能够被至少两种机制调控。首先，一种病原物的效应器对某种潜在的新的物种可能是无效的。但是进化的分散，寄主导致对pti基本没有抵抗和病原物的死亡。作为选择的一种或多种潜在的病原物的效应器可能被植物的全部地nb-lrr所识别而不是它的共适应的寄主，造成eti。随着他们触发的反应的时间和幅度不同，这两种情况预测的结果也不同，而且它们也会给寄主和病原物带来不同的进化压力。在拟南芥中，对非适应大麦的非寄主抗性bgh（b. graminisf. sp. hordei）通常涉及迅速的细胞壁的外积生长（物理屏障）和病原物入侵部位的抗菌的代谢产物，但是没有hr. 在这类反应中，拟南芥易被病毒侵入突变体部分被损害。pen2是一种过氧化物酶葡萄糖水解酶，pen3编码一个质膜的abc转运器。pen2和pen3都被吸纳为真菌企图进入的位置， pen2和pen3招募企图真菌进入网站的，显然是为了调节对外质体的毒素的极化。肌动蛋白细胞骨架可能有助于这种反应，或许是作为含pen2过氧化酶或囊泡的轨道。这种入侵前的非寄主抗性对于可以从入侵后的反应机制中在遗传上是可分离的，但是需要另外的能调节pti和eti的因素。pen2和pti/ eti信号的消除将拟南芥转化成进化上的非适应性的真菌病原物的寄主。这表明，非寄主抗性包括机制不同的多层抗性。pen1突触融合蛋白在不同的入侵前的非寄主抗性途径中起作用。pen1很可能是一个三元的snare复合物的一部分，它能够分泌囊泡中的物质到真菌企图侵袭的区域，有助于细胞壁形成层积。具体的七个横跨膜的mlo（白粉病抗性位点o）家族成员在病原物尝试进入的位点负调节依赖pen1的分泌。无论是拟南芥或大麦的隐性mlo突变对各自的共同进化白粉病的病原物产生抗性。因此，在拟南芥和大麦中，这些真菌可能通过激活mlo来抵制pen1介导的抗病性。这个了不起的发现意味着在单子叶植物和双子叶植物差异演变时或演变前，一个广泛的寄主细胞进入机制涉及到白粉病病菌。pen2和pen3基因是被flg22诱导的，这表明它们可能涉及到pti。图2：植物免疫系统被产生自我修饰的分子模式的病原物激活。a，拟南芥rpm1是一个外围的质膜nb - lrr蛋白。它可能是被avrrpm1或avrb效应器蛋白激活。就像avrb在大豆上的作用一样，avrrpm1可以增强拟南芥上一些丁香假单胞菌菌株的毒力。 avrrpm1和avrb在被三型分泌系统（红色注射器）送入细胞后，它们将被特定的真核细胞的酰基化所修饰，因此，它们对质膜具有针对性。虽然avrrpm1和avrb以磷酸化的rin4为目标，并能激活rpm1，但是它们的生化功能是未知的，就如同在文中展示的那样。在rpm1缺失的情况下，avrrpm1和avrb推测能够对rin4起作用，并且其他的目标造成毒性。淡蓝色的鸡蛋，在这个以及后续的面板上代表未知的蛋白质。b，rps2是一个驻留在质膜上的nb-lrr蛋白。它是被从丁香假单胞菌中得到的avrrpt2半胱氨酸蛋白酶三型效应器所激活的。一个寄主亲环蛋白对avrrpt2自动处理揭示了一个共识，但未经证实，在新的氨基末端十四酰的位点，这表明它也可能被局限到寄主质膜。avrrpt2是以rin4为目标的第三效应器。由avrrpt2造成的rin4的裂解导致rps2调节的eti。在rps2缺失时，avrrpt2推测能够裂解rin4和其他目标作为它的毒性的一部分。c,rps5是一个局限在膜分离物上的拟南芥的nb-lrr蛋白，它可能是通过酰基化作用的。rps5是不依赖ndr的。它是被从丁香假单胞菌中得到的avrpphb半胱氨酸蛋白酶效应器所激活的。vrpphb被裂解，酰化后，传送到寄主的质膜。活化的avrpphb裂解pbs1拟南芥丝氨酸 - 苏氨酸蛋白激酶，导致rps5被激活。 裂解的pbs1的催化活性对于激活rps5是需要的，这表明自我修饰的片段保留它的酶活性作为部分的rps5被激活的机制。迄今为止，在rps5缺失的条件下，认为pbs1没有功能。d,pto是番茄的一个丝氨酸 - 苏氨酸蛋白激酶。pto是多态的，因此，它满足对抗病蛋白的定义中的遗传准则。pto的活动需要nb-lrr蛋白prf，这种蛋白形成一个分子复合体。prf是单态的，至少在番茄这个物种的分析中是。pto是两个无关的丁香假单胞菌效应器的直接目标，avrpto和avrptob,在pto的变异体中，每一个都对病原物毒性有贡献。因此，就像prf护卫pto那样。pto激酶表面上看并不为pti所必需，虽然在它的功能中可能有剩余，因为它是一个基因家族的成员。e,横跨膜的rlp cf-2 护卫外半胱氨酸蛋白酶rcr3。cf-2识别叶霉菌胞细胞外的效应器avr2，它编码了半胱氨酸蛋白酶抑制剂。avr2结合并抑制番茄rcr3半胱氨酸蛋白酶。在rcr3上的突变造成依赖cf-2 avr2的识别失败。因此，cf-2似乎是在监控rcr3的状态，如果rcr3被avr2抑制，它就激活防御。非寄主抗性也可以被平行的eti反应所调节。例如，从不能侵染大豆的番茄病原物中得到的4个细菌效应器都可以触发特定大豆抗性基因。从番茄病原体中删除这些效应器基因可以减轻它对番茄毒性，但是不能使它可以侵染大豆。 因此，可能在这些菌株中可能缺乏其它的效应器，它对于侵染大豆是需要的。此外，从广泛分布上来看，作为毒性蛋白的单形性效应器是足以使稻瘟病菌菌株无法侵染 水稻。在超过50个菌株的成功侵染多年生黑麦草，表明它存在致病功能。最后，拟南芥对leptosphaeria maculans的非寄主抗性，甘蓝的一种真菌病原物在一个杂交两个世代的亲本中呈现出实际上是由无关的nb-lrr蛋白调节的现象。因此，并行的神秘的nb-lrr介导的反应可以限制病原体的宿主范围。病原物避开寄主的监视eti的有效性选择微生物的变种，可以避免nb-lrr介导的对特定效应器的识别。效应器等位基因频率可能受活动模式的影响。亚麻锈病的avrl等位基因和卵菌的atr13及atr1等位基因的差异表明一种效应器演化的手段。在植物体内，这些蛋白质有可能与由亚麻的l位点和拟南芥rpp1、rpp13位点的等位基因各自编码的蛋白产生互作。在这些效应器的等位基因的高水平的多样性选择推测可能是被寄主识别所选择的，因此，效应器活动的残余物可能不是效应器发挥功能所需要的。与此相反，那些提供对寄主目标进行修正的生化功能的效应器可能是受到纯化选择的。通过病原物诱导的自我修饰的识别来激活nb-lrr提供了一种机制，它用于发展到折中相同的寄主目标的多重效应器的寄主感知。当通过选择来产生一种能逃脱eti的效应器时，这个效应器可能失去其常规功能。最简单的病原物对寄主识别的反应是抛弃被感知的效应器基因，假设这个种群的效应器总量能够覆盖对潜在的的感病寄主的感病性的丧失。实际上，效应器基因往往与可移动的基因片段或端粒有关，并且在细菌或真菌菌株上常常被观察为缺失或存在的多样性。效应器活动的间接识别是通过病原物诱导的自我修饰识别，可能使相对稳定的，持久的和进化上更经济的对被病原物效应器盯上的细胞组织的保护得以实现。 图3：寄主抗性基因的共同进化和病原物效应器的补充。一个病原物携带一个被罕见的r1等位基因所识别的效应器基因。这导致能使r1在种群中的基因频率上升的选择。效应器发生变异的病原物被选择出来，它们能在含有r1基因的植物上生长。r1的抗病效果减弱，因为至少有些r基因已经丧失抗性，携带有r1基因的植物的生长适合度在下降，导致r1频率下降。这个病原物种群将继续含有有e1的个体。在r1和e1都缺失时，将获得更高的适合度，它的基因频率在种群中会上升。这将导致对r1的重新选择的开始。在植物和病原物种群中，这种循环持续进行，在不同的r位点产生了大量的效应器和许多等位基因。 eti也可能被那些直接抑制它的病原物效应器的进化所克服。例如，在p. syringaepv.phaseolicol上，avrpphc 效应器抑制由在一些大豆栽培品种中的avrpphf效应器诱导的pti，然而，就像它的名字暗示那样，avrpphf效应器自身能够制约不同栽培大豆的无毒性。一些细菌效应器活动开抑制pti的例子也被观察到了。亚麻锈病的遗传分析发现所谓的抑制剂基因，它能够起作用来抑制由其他无毒基因诱发的pti。因此，很可能是一些效应器抑制了由其他效应器诱发的eti。 微生物对eti的反应的进化可能导致nb-lrr两个极端的进化。在不同的拟