在復雜多變的環(huán)境中，作物面臨著病原體侵染（生物脅迫）和干旱、鹽堿、極端溫度（非生物脅迫）的雙重威脅，嚴重制約全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為了感知和應(yīng)對外界刺激，植物依賴定位于質(zhì)膜的受體樣激酶（RLKs），它們能激活下游信號通路，介導脅迫適應(yīng)。其中，CrRLK1L（Catharanthus roseus受體樣激酶1類似物）蛋白構(gòu)成了一個獨特且廣泛保守的RLK亞家族，能夠識別快速堿化因子（RALF）小肽。作為中央信號樞紐，CrRLK1L蛋白在植物生長、發(fā)育、繁殖以及對生物和非生物脅迫的響應(yīng)中扮演著不可或缺的角色。

CrRLK1L屬于Malectin樣RLK（MRLK）的一個亞類，其特點是胞外域含有兩個串聯(lián)的Malectin結(jié)構(gòu)域。其命名來源于首次在長春花（Catharanthus roseus）中發(fā)現(xiàn)。擬南芥有17個CrRLK1L成員，而水稻、玉米、大豆等作物中分別有16、17和38個CrRLK1L基因，顯示了該家族在植物中的廣泛存在和潛在的功能多樣性。CrRLK1L的胞外域負責識別配體RALF肽，這個過程通常需要GPI錨定蛋白LLG（LORELEI-LIKE）作為共受體，形成受體復合物來完成信號感知。

植物通過位于細胞表面的模式識別受體（PRRs）和胞內(nèi)的NLR受體來抵御病原體。CrRLK1L家族成員被發(fā)現(xiàn)是植物免疫的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

在擬南芥中，F(xiàn)ER是研究最深入的成員。它作為支架蛋白，能促進PRRs（如FLS2）與其共受體BAK1的結(jié)合，從而正向調(diào)節(jié)模式觸發(fā)免疫（PTI）。而RALF23肽能被FER-LLG1/2復合物感知，并抑制FER介導的免疫激活。相反，CrRLK1L成員ANX1和ANX2則通過抑制FLS2與BAK1的互作來負調(diào)控免疫信號。

在作物中，CrRLK1L同樣扮演著多樣化角色。例如，水稻中的OsFLR1和OsFLR13正調(diào)控對稻瘟病菌的抗性，而OsFLR2和OsFLR11則是抗病的負調(diào)節(jié)因子。水稻OsRALF26能被病原侵染誘導表達，并通過與OsFLR1互作，增強活性氧（ROS）迸發(fā)和胼胝質(zhì)沉積，從而提高抗病性。

在大豆中，第一個被發(fā)現(xiàn)的CrRLK1L成員GmLMM1雖然與擬南芥FER序列相似，卻作為免疫負調(diào)控因子發(fā)揮作用。gmlmm1突變體表現(xiàn)出組成型免疫激活，并對細菌性斑點病菌和疫霉菌的抗性顯著增強。GmLMM1能與GmFLS2和GmBAK1互作，從而抑制它們的結(jié)合，負調(diào)控PTI信號。最近研究發(fā)現(xiàn)，GPI錨定蛋白GmLLG1/2以及RALF肽GmRALF1/18也與GmLMM1協(xié)同，作為大豆免疫的負調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。

在番茄中，SlFERL能識別灰霉菌分泌的毒力因子BcPG1，并通過磷酸化SlMAP3K18激活下游免疫信號，增強對灰霉病的抗性。而SlFER則通過磷酸化并促進轉(zhuǎn)錄因子SlMYB63的降解，負調(diào)控木質(zhì)素積累和對枯萎病的抗性。

值得注意的是，病原體也常將CrRLK1L作為攻擊靶點。例如，禾谷鐮刀菌分泌的RALF樣肽FgRALF能夠結(jié)合小麥TaFER的Malectin結(jié)構(gòu)域，抑制宿主免疫。根結(jié)線蟲分泌的效應(yīng)蛋白MiRALF1/3也能直接與擬南芥FER互作，抑制flg22誘導的ROS迸發(fā)，從而削弱宿主免疫，促進寄生。

CrRLK1L不僅在抗病中起作用，也參與調(diào)節(jié)與有益微生物的共生關(guān)系。在擬南芥中，RALF-FER信號通路是根際微生物組溝通的關(guān)鍵分子橋梁。fer-8突變體根際假單胞菌豐度增加，且移植其微生物組能促進植物生長。在低磷條件下，轉(zhuǎn)錄因子PHR1直接激活多個RALF基因表達，這些RALF肽通過FER信號抑制FLS2–BAK1互作，從而重塑根際微生物組（如增加假單胞菌和芽孢桿菌豐度），幫助植物緩解磷限制。

在豆科植物與根瘤菌的共生固氮中，CrRLK1L也至關(guān)重要。蒺藜苜蓿中，MtFER被MtLYK3磷酸化，并調(diào)節(jié)結(jié)瘤因子誘導的共生相關(guān)基因表達，影響結(jié)瘤。菜豆中，PvFER1、PvRALF1和PvRALF6在結(jié)瘤中的調(diào)節(jié)作用具有硝酸鹽依賴性。

鹽脅迫會破壞細胞壁完整性，導致鈉離子毒性和ROS積累。在擬南芥中，F(xiàn)ER通過其Malectin結(jié)構(gòu)域感知鹽脅迫引起的細胞壁損傷（如果膠釋放），觸發(fā)Ca²⁺內(nèi)流，激活細胞壁修復過程，從而增強耐鹽性。RALF肽AtRALF22/23與LRX（富含亮氨酸重復擴展蛋白）和FER形成受體復合物，傳遞細胞壁損傷信號。鹽脅迫降低LRX3與AtRALF22的親和力，并激活蛋白酶S1P，切割AtRALF22前體釋放成熟肽，誘導FER內(nèi)化，共同調(diào)節(jié)耐鹽性。

在作物中，藜麥CqRALF15與AtRALF22功能保守，能結(jié)合FER并抑制根生長，負調(diào)控耐鹽性。棉花中GhRALF14、GhRALF27和GhRALF41受鹽脅迫誘導表達。過表達GhRALF41導致根變短、莖伸長減少。

干旱脅迫破壞植物水分平衡。水稻中OsMRLK63受干旱誘導，其過表達能顯著增強抗旱性。干旱促進其配體OsRALF45/46與OsMRLK63結(jié)合并激活其激酶活性。激活的OsMRLK63與OsRbohA互作并磷酸化其Ser26位點，促進ROS產(chǎn)生，激活ABA介導的干旱響應(yīng)。大豆GmCrRLK1L20受干旱誘導，其過表達能上調(diào)脅迫響應(yīng)基因表達，增強抗旱和耐鹽性。蘋果中MdMRLK2通過直接互作并磷酸化木質(zhì)素生物合成關(guān)鍵酶MdCCR1，促進木質(zhì)素積累，從而增強抗旱性。

極端溫度方面，番茄中轉(zhuǎn)錄因子SlBZR1直接結(jié)合SlFER2和SlFER3啟動子促進其轉(zhuǎn)錄。沉默SlFER2/3會破壞SlBZR1依賴的BR信號，導致ROS積累減少和耐熱性降低。蘋果中MdMRLK2受低溫誘導，其過表達通過增加不溶性果膠、木質(zhì)素等細胞壁成分積累，以及促進花青素生物合成基因表達，顯著增強耐冷性。

總而言之，CrRLK1L亞家族在作物應(yīng)對生物和非生物脅迫中起著核心調(diào)節(jié)作用。然而，與擬南芥相比，作物中CrRLK1L的功能機制仍知之甚少，大多數(shù)作物CrRLK1L的對應(yīng)RALF配體尚未確定。

CrRLK1L蛋白作為中央信號樞紐，協(xié)調(diào)免疫、生長發(fā)育和抗逆等多條通路，幫助植物平衡應(yīng)對不同環(huán)境信號。例如，擬南芥FER通過RALFs–FER–PHR1途徑調(diào)節(jié)營養(yǎng)信號與免疫的相互作用。近期研究發(fā)現(xiàn)，果膠和RALF肽可發(fā)生胞外相分離，這對FLS2等細胞表面受體的成簇和內(nèi)化至關(guān)重要，可能使植物能夠快速協(xié)調(diào)響應(yīng)復雜環(huán)境挑戰(zhàn)。

未來研究需要優(yōu)先鑒定特異的CrRLK1L配體，并闡明其區(qū)分不同RALF肽的分子機制。作物中LLG同源物的功能和調(diào)控機制也亟待探索。作物常面臨多種脅迫組合，因此需要研究CrRLK1L是否參與協(xié)同調(diào)控，以及能否通過工程化改造在保持或提高產(chǎn)量的同時增強廣譜抗性。目前僅解析了FER–LLG1–RALF23復合物的晶體結(jié)構(gòu)，解析更多CrRLK1L-配體復合物結(jié)構(gòu)對闡明分子機制和基于結(jié)構(gòu)的作物改良至關(guān)重要。

植物擁有眾多功能多樣的CrRLK1L和RALF，為作物改良提供了豐富的候選基因庫。例如，編輯GmRALF1能顯著增強大豆對疫霉菌的抗性而不影響產(chǎn)量。通過編輯基因調(diào)控元件（如啟動子、uORF）來精細調(diào)控CrRLK1L和RALF基因的時空表達，是優(yōu)化抗病與產(chǎn)量平衡的有前景的策略。此外，利用分子對接等方法篩選靶向FER的小分子化合物，或開發(fā)RALF肽作為生物刺激劑，也是未來農(nóng)業(yè)應(yīng)用中具有潛力的可持續(xù)策略。